郭桂凯，1984年出生，吉林大学机械与航空航天工程学院副教授，博士生导师。

    长期致力于结构拓扑优化设计及智能算法与机器学习等相关研究，主持国家自然科学基金项目1项，吉林省科技厅项目3项，吉林省教育厅项目1项，主持和参与其他各类项目10余项。2015年吉林省第五批拔尖创新人才第三层次，2018年获吉林省科学技术二等奖（第三完成人）。

    ORCID: 0000-0002-9582-2976

▎教育与工作经历：

2002年09月 - 2006年07月 吉林大学 机械科学与工程学院 工程力学 本科

2006年09月 - 2008年07月 吉林大学 机械科学与工程学院 固体力学 硕士（免试）

2008年09月 - 2011年12月 吉林大学 机械科学与工程学院 固体力学 博士（免试）

2011年12月 - 2017年09月 吉林大学 机械科学与工程学院 讲师

2012年11月 - 2015年12月 吉林大学 机械工程博士后流动站 博士后

2017年09月 – 至今 吉林大学 机械与航空航天工程学院 副教授

▎主要科研项目情况：

负责项目： 

6. 吉林省科技发展计划项目：物镜集成过程误差传递机理与高效优化方法研究，起止时间：2025年1月-2027年12月，项目编号：20250102132JC，负责人。 

5. 长春国科精密光学技术有限公司：光机集成过程引入面形力学建模与分析，起止时间：2020年5月-2021年12月，项目编号：2020DQ041，负责人。

4. 吉林省教育厅“十三五”科学技术项目：车身薄壁结构高效优化方法研究，起止时间：2019年1月-2020年12月，项目编号：JJKH20190142KJ，负责人。

3. 国家自然科学基金项目：车身薄壁梁碰撞吸能高效模拟方法研究，起止时间：2016年1月-2018年12月，项目编号：11502092, 负责人。

2. 吉林省科技发展计划项目：车身薄壁梁碰撞变形模拟及吸能特性研究，起止时间：2014年1月-2016年12月，项目编号：20140520111JH，负责人。

1. 吉林省博士后基金项目：车身薄壁梁碰撞变形的应变率效应机理及吸能特性研究，起止时间：2013年10月-2015年9月，项目编号：RB201340，负责人。

参加项目：

6. 国家自然科学基金项目：高承载高耐磨摩擦机械结构拓扑优化设计方法研究，起止时间：2026年1月-2029年12月，项目编号：12572138, 参加人。

5. 国家自然科学基金项目：基于仿生学的汽车后缘尾翼噪声机理及其控制研究，起止时间：2016年1月-2018年12月，项目编号：51505182, 参加人。

4. 国家自然科学基金项目：仿生非光滑表面结构冲击冷却关键技术研究，起止时间：2016年1月-2018年12月，项目编号：51505181, 参加人。

3. 吉林省科技发展计划项目：车身前部吸能部件参数化快速建模及抗撞性优化研究，起止时间：2013年1月-2015年12月，项目编号：20130522150JH，参加人。

2. 国家自然科学基金项目：非线性随机系统动态稳健设计方法及应用，起止时间：2010年1月-2012年12月，项目编号：10972088, 参加人。

1. 吉林省科技发展计划项目：简化车身框架结构多目标多层次快速优化关键技术研究，起止时间：2009年7月-2011年12月，项目编号：20096004，参加人。

▎研究方向：

1. 结构拓扑优化设计

① 基于熵产约束的结构耐磨性热弹性拓扑优化设计

② 基于主动控制的压电智能结构的拓扑优化设计

③ 考虑微裂纹扩展的结构拓扑优化设计

④ 考虑粘弹性材料损伤的结构动力学拓扑优化设计

⑤ 基于光学面形指标的透镜支撑结构优化设计

2. 智能算法与机器学习

① 基于智能算法的拓扑优化设计方法

② 基于PINNs与计算力学问题的数值解法

▎团队介绍：

研究团队致力于结构拓扑优化设计及智能算法与机器学习研究。团队由两名指导教师领衔，硕士研究生6名，博士研究生2名，梯队结构合理，师资力量扎实，研究方向稳定。

每年招收力学学术硕士研究生2名，机械工程专业硕士研究生3名，欢迎邮箱联系（ggk@jlu.edu.cn）。

▎发表论文、著作情况：

SCI检索：

15. Ziyu Liang, Huanhuan Gao*, Zhongshan Yao, Guikai Guo*. A dynamic topology optimization method considering the viscoelastic material degradation based on the entropy-degradation theorem. Acta Mechanica Sinica（力学领域旗舰刊，JCR分区：Q1）, 2026. Doi地址：https://doi.org/10.1007/s10409-025-24816-x

14. Guikai Guo, Jie Lei, Jichang Yang, Huanhuan Gao*. Thermoelastic stiffness topology optimization considering mechanical wear resistance based on the degradation entropy generation theorem. Thin-Walled Structures（力学领域旗舰刊，中科院分区：1区TOP刊，JCR分区：Q1）, 2025. Doi地址：https://doi.org/10.1016/j.tws.2025.113852.

13. Guikai Guo, Jichang Yang, Zhongshan Yao, Ziyu Liang, Huanhuan Gao*. Topology optimization of compliant mechanisms under displacement feedback control with time delay. Mechanism and Machine Theory（机构领域旗舰刊，中科院分区：1区TOP刊，JCR分区：Q1）, 2025. Doi地址：https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2025.106041.

12. Liming Zhou, Shuhui Ren, Bin Nie, Guikai Guo, Xiangyang Cui*. Coupling Magneto-Electro-Elastic node-based smoothed radial point interpolation method for free vibration and transient analysis of Functionally Graded Magneto-Electro-Elastic structures. Chinese Journal of Aeronautics（航空领域旗舰刊，中科院分区：1区TOP刊，JCR分区：Q1）, 2020. Doi地址：https://doi.org/10.1016/j.cja.2019.07.024.

11. Guikai Guo, Yanfang Zhao, Weihe Su, Jiantao Bai, Wenjie Zuo*. Topology optimization of thin-walled cross section using moving morphable components approach. Structural and Multidisciplinary Optimization（拓扑优化领域旗舰刊，JCR分区：Q1）, 2021. Doi地址：https://doi.org/10.1007/s00158-020-02792-0.

10. Yanfang Zhao, Guikai Guo, Jiantao Bai, Wenjie Zuo*. Hollow structural topology optimization considering geometrical nonlinearity using three-dimensional moving morphable bars. Engineering with Computers （中科院分区：2区Top期刊，JCR分区：Q1）, 2022. Doi地址：https://doi.org/10.1007/s00366-022-01701-x.

9. Guikai Guo, Yanfang Zhao, Wenjie Zuo*. Explicit and efficient topology optimization for three-dimensional structures considering geometrical nonlinearity. Advances in Engineering Software（工程软件领域旗舰刊，JCR分区：Q1）, 2022. Doi地址：https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2022.103238.

8. Yanfang Zhao, Guikai Guo, Wenjie Zuo*. MATLAB implementations for 3D geometrically nonlinear topology optimization: 230-line code for SIMP method and 280-line code for MMB method. Structural and Multidisciplinary Optimization（拓扑优化领域旗舰刊，JCR分区：Q1）, 2023. Doi地址：https://doi.org/10.1007/s00158-023-03590-0.

7. Yanfang Zhao, Guikai Guo, Xinyu Xie, Wenjie Zuo*. Concurrent multiscale topology optimization of hollow structures considering geometrical nonlinearity. Engineering with Computers（中科院分区：2区Top期刊，JCR分区：Q1）, 2024. Doi地址：https://doi.org/10.1007/s00366-023-01893-w.

6. Xinyu Xie, Wenjie Zuo, Tuo Song, Guikai Guo*. Efficient approximate and exact reanalysis methods for 0-1 topology modification. COMPUTERS & STRUCTURES（计算力学领域旗舰刊，中科院分区：2区，JCR分区：Q1）, 2024. Doi地址：https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2024.107292.

5. Yuxuan Wu, Guikai Guo*, Huanhuan Gao*. ELM: a novel ensemble learning method for multi-target regression and multi-label classification problems. Applied Intelligence（JCR分区：Q2）,  2024. Doi地址：https://doi.org/10.1007/s10489-024-05570-3.

4. Guikai Guo, Yanfang Zhao, Weihe Su, Wenjie Zuo*. Topology optimization of thin-walled cross section using moving morphable components approach. Structural and Multidisciplinary Optimization（拓扑优化领域旗舰刊，JCR分区：Q1）, 2021. Doi地址：https://doi.org/10.1007/s00158-020-02792-0.

3. Wenjie Zuo, Ke Huang, Jiantao Bai, Guikai Guo*. Sensitivity reanalysis of vibration problem using combined approximations method. Structural and Multidisciplinary Optimization（拓扑优化领域旗舰刊，JCR分区：Q1）, 2017, 55(4): 1399−1405. Doi地址：https://doi.org/10.1007/s00158-016-1586-z.

2. Shijia Zhao, Tao Xu, Guikai Guo*, Wei Zhang, Dongkai Liu. Efficient Procedures of Sensitivity Analysis for Structural Vibration Systems with Repeated Frequencies. Journal of Applied Mathematics（JCR分区：Q2）, 2013, 810147. Doi地址：https://doi.org/10.1155/2013/810147.

1. Tao Xu, Guikai Guo*, Hao Zhang. Vibration reanalysis using frequency-shift combined approximations. Structural and Multidisciplinary Optimization（拓扑优化领域旗舰刊，JCR分区：Q1）, 2011, 44(2): 235−246. Doi地址：https://doi.org/10.1007/s00158-011-0624-0.

EI检索：

9. Xue Liu, Qing Shao, Tao Xu, Guikai Guo*. Natural frequency modification using frequency-shift combined approximations algorithm. Advances in Intelligent Systems and Computing, 2017, 541: 86-91.

8. 徐涛，郝亮，徐天爽，左文杰*，郭桂凯，程鹏. 轿车侧碰中车门抗撞性的快速优化. 吉林大学学报（工学版），2012，42(3):677-682.

7. 徐涛，左文杰，徐天爽，郭桂凯，赵世佳. 概念车身框架结构的多变量截面参数优化. 汽车工程，2010, 32(5):394-398+428.

6. 李亦文，徐涛*，左文杰，郭桂凯，李瑞川. 基于相对灵敏度的车身结构模型修改. 吉林大学学报（工学版），2009, 39(6):1435-1440.

5. 徐涛，程飞*，杜满，郭桂凯，李亦文. 基于迭代组合近似的结构拓扑修改模态重分析方法. 东北大学学报（自然科学版），2008, 29(SUPPL.2):233-236.

4. 邵晴，徐涛，徐从占，郭昊添，郭桂凯*，张海博. 基于PEEK保持架的角接触球轴承特性仿真. 吉林大学学报（工学版），2017，47(1):163-168.

3. 周立明，孟广伟，李锋，郭桂凯*. 含裂纹复合材料的Cell-based光滑扩展有限元法. 东北大学学报（自然科学版），2016,37(8):1127-1132.

2. Wenjie Zuo*, Xiang Li, Guikai Guo. EFESTS: Educational finite element software for truss structure. Part II: Linear static analysis. International Journal of Mechanical Engineering Education,2014, 42(4):307-319.

1. 徐涛，葛长江*，李亦文，徐天爽，郭桂凯. 基于同位网格下求解N-S方程的快速算法. 计算力学学报，2010,27(5):795-800.

国内外学术交流：

4. Guikai Guo, Fei Cheng*. Linear Dynamic Reanalysis Using Frequency-Shift Combined Approximations. The 8th International Conference on Computational Methods (ICCM),JUL 25-29, 2017. （会议地点：广西桂林）

3. Xue Liu, Qing Shao, Tao Xu, Guikai Guo*. Analysis of Natural Frequency Sensitivity of Truck Body. International Symposium on Mechanical Engineering and Material Science (ISMEMS), 271-276, NOV 17-19, 2016.（会议地点：韩国）

2. Guikai Guo*, Tao Xu, Yiwen Li, Wenjie Zuo. Optimization of joints stiffness on the autobody based on minimization of strain energy. 3rd International Conference on Mechanical Engineering and Mechanics(ICMEM),1033-1038,OCT 21-23, 2009. （会议地点：北京）

1. Tao Xu, Waikai Huen, Fei Cheng, Guikai Guo, Tatsuo Yoshino. A new static reanalysis method of topological modifications with added degrees of freedom. 3rd International Joint Conference on Computational Sciences and Optimization(CSO), 321-324, May 28-31, 2010. （会议地点：安徽黄山）

▎教学工作：

《材料力学》，授课对象：工科专业本科生

《弹性力学》，授课对象：力学专业本科生

《结构动力学模型修正理论及方法》，授课对象：力学专业硕士生

《重分析方法》，授课对象：力学专业博士生

▎期刊审稿：

《Finite Elements in Analysis and Design》(Elsevier)

《Structural and Multidisciplinary Optimization》(Springer-Verlag)

《Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture》（SAGE）

《吉林大学学报（工学版）》

《振动与冲击》

▎毕业生去向：

硕士研究生：

金禹辰  2021年毕业  就职于沈阳市皇姑区创新发展研究中心

杨晓晨  2022年毕业  就职于一汽大众

冯瑞      2022年毕业  就职于一汽红旗

黄翊航  2023年毕业  就职于东风日产

雷杰      2023年毕业  读博深造

吴煜轩  2024年毕业  出国读博深造

宋拓      2024年毕业  读博深造

姚中山  2025年毕业  就职于御微半导体

梁子玉  2025年毕业  读博深造

博士研究生：

赵艳芳  2023年毕业  就职于长春光机所

▎团队风采：

• [1] 2008.9 -- 2011.12

  吉林大学       固体力学       博士研究生毕业       工学博士

• [2] 2006.9 -- 2008.5

  吉林大学       固体力学       硕士研究生毕业       工学硕士

• [3] 2002.9 -- 2006.7

  吉林大学       工程力学       本科毕业       学士

• [1] 2017.9 -- 至今

  吉林大学      机械与航空航天工程学院      副教授

• [2] 2012.11 -- 2015.12

  吉林大学      机械工程博士后流动站      无

• [3] 2011.12 -- 2017.9

  吉林大学      机械科学与工程学院      无      讲师

• [1] 2022.3 -- 2024.3

  《应用力学学报》青年编委

• [1] 办公地点 : 9260536f5edb1aa04de33b482b56cbeabfb4b1e4937233fc867f751e1684751932f2fde4a650c39aaca0b4b9d241e819fd82a91f022ec5f2f86dcf1dabf4baa6b1a09418a54c68aec84657f80be86b8ed46a7f50f82351cba2ec4f16733223416d2becf38abfe6f926a7517b61437103e653bfb46235438402309b4f2b8872bb
• [2] 邮箱 : 8834b252d27f89533698440893b7897f336e508f02a3d2bbf42bb648818f39fff6b8cac8150c72da902358d88c03bc5169bcf1b6db86fabbc52efb2c1f70c67cd51a803c4c6bd5e1cea1b02ea0c0deecdb182909f22a39ec3374511ef5ebca6a5dd3474f79d04734c99d5f8f0caf9b4f6b0647bdf7f68b0d4a896e7f5a79869e