1、個人基本信息

姓    名：蔡金虎

性    別： 男

出生年月：1992年06月

技術職稱： 講師

畢業院校：北京航空航天大學

學歷（學位）：博士

所在學科：機械工程

指導碩士生研究方向：

結構/機構智能優化設計技術；

3D打印技術；

基于AI和GPU的大規模結構分析與優化設計

2、個人簡介

蔡金虎，北京航空航天大學機械工程博士，獲得了北京市優秀畢業生、國家勵志獎學金（三次）。擔任Int. J. Mech. Sci.，Struct. Multidiscip. Optim.，Int. J. Numer. Methods Eng.，Adv. Eng. Softw.，Structures，機械工程學報等期刊審稿專家，機械工程學報等期刊優秀審稿人。參與了國家“天問一號”火星著陸器、“嫦娥”月球著陸器、“海燕”號水下滑翔機等國家重點項目的開發與研制工作。

主要從事結構/機構智能優化設計技術、3D打印技術、基于AI和GPU的大規模結構分析與優化設計方面的研究工作。發表SCI/中文權威期刊論文SCI論文30篇，申請/授權發明專利25項。

3、已完成或已在承擔的主要課題

[1]湖南省自然科學基金青年項目《考慮雙模量特性與承載需求的先進飛機纖維增強復合材料結構拓撲優化研究》，2024.01-2026.12，5萬。

[2]“天問一號”火星著陸器、嫦娥五號月球著陸器著陸腿的緩沖結構設計。

[3]國家自然科學基金重點項目，51635002，面向空間幾何成形的多環閉鏈過約束柔性機構與結構一體化設計理論，2017.01-2021.12，285萬。

[4]中國空間技術研究院，某型激光粗指向力學性能分析，2017.2-2018.4，40萬。

[5]航天科工集團，多尺度航天器結構輕量化仿生設計方法研究，2017.9-2019.4，80萬。

[6]中國空間技術研究院，衛星熱變形分析復核復算，2018.4-2021.3，23萬。

4、發表的部分學術論文

[1].Cai JH(蔡金虎), Huang L, Wu HY, Yin LR*. Concurrent topology optimization of multiscale structure under uncertain dynamic loads[J]. International Journal of Mechanical Sciences, 2023, 251: 108355. （JCR 1區，TOP）

[2].Cai JH(蔡金虎), Huang J, Huang L, Li QQ, Yin LR*. Topology optimization of periodic structures under multiple dynamic uncertain loads. Advances in Engineering Software 198 (2024): 103777. （JCR 1區）

[3].Cai JH(蔡金虎), Yang ZJ, Wang CJ, Ding JZ*. Concurrent topology optimization of composite macrostructure and microstructure under uncertain dynamic loads[J]. Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal, 2022,81(3):267-280. （JCR 1 區）

[4].Cai JH(蔡金虎), Wang CJ^*. Robust concurrent topology optimization of multiscale structure under load position uncertainty[J]. Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal, 2020, 76(4): 529-540. （JCR 1 區）

[5].Cai JH(蔡金虎), Huang L*, Wu HY, Yin LR. Topology optimization of truss structure under load uncertainty with gradient?free proportional topology optimization method[J]. Structures, 2023, 58: 105377. （JCR 1 區）

[6].蔡金虎, 黃靜, 黃龍, 付志方, 吳宏宇,尹來容.動態載荷不確定條件下的周期性結構穩健拓撲優化[J/OL].機械工程學報,1-16[2025-01-16]. （中文權威期刊）

[7].Cai JH(蔡金虎), Ding HB, Huang L. Topology optimization method of strut-and-tie composite structure under uncertain load conditions[J]. Advances in Engineering Software 198 (2025): 103777. （JCR 1區）

[8].蔡金虎, 榮見華, 趙磊, 張明軍, 趙志軍, 基于連續體拓撲優化的拉/壓結構設計方法[J]. 機械工程學報，2025. （中文權威期刊）

[9].Feng KP, Tan LJ, Cai JH(蔡金虎), Wu HY, Hao YX, Yang YQ, Yan SZ. "Machine learning-based semi-online performance optimisation for long-range underwater glider missions." Ships and Offshore Structures (2024): 1-11.

[10].Cai JH(蔡金虎), Wang CJ*, Fu ZF. Robust Concurrent topology optimization of multiscale structure under single or multiple uncertain load cases[J]. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 2020, 121(7): 1456-1483. （JCR 1 區）

[11].蔡金虎, 王春潔.基于映射的梯度點陣結構設計方法[J].振動與沖擊,2020,39(20):74-81. （中文重要期刊）

[12].Zhao, L, Zheng J, Cai JH(蔡金虎), Hu J, Han Y, Rong JH*. Stress-constrained topology optimization of geometrically nonlinear continuum structures by using parallel computing strategy. Advances in Engineering Software 199 (2025): 103805. （JCR 1 區）

[13].Zhao L, Li YS, Cai JH(蔡金虎), Yi JJ, Zhou Q, Rong JH*. Integrated topology and size optimization for frame structures considering displacement, stress and stability constraints[J]. Structural and Multidisciplinary Optimization 67.4 (2024): 48. （JCR 1 區）

[14].Huang, J, Huang J, Cai JH(蔡金虎), Sun SL, Peng CW. Lightweight design of the seeding wheel structure of rice direct seeder based on topology optimization. INMATEH-Agricultural Engineering 74.3 (2024).

5、申請/授權的部分國家發明專利和軟件著作權

[1].蔡金虎.一種載荷作用位置不確定條件下的結構宏細觀拓撲優化方法[P].湖南省:CN202211271568.8, 2023-03-31.

[2].蔡金虎.一種隨機場載荷條件下的結構宏細觀拓撲優化方法[P].湖南省: CN202211271589.X, 2023-03-31.

[3].蔡金虎, 黃靜, 張明軍, 張鵬, 胡波, 許都.一種動態載荷不確定條件下的周期性結構拓撲優化方法[P].湖南省:CN202311821969.0, 2024-03-29.

[4].蔡金虎. 復合材料層合板殼結構建模與分析軟件v1.0, 2025SR0284310, 原始取得, 全部權利, 2025-2-28. (軟件著作權)

[5].蔡金虎,榮軒霈,易繼軍,榮見華,周泉,趙磊,趙志軍.一種拉壓結構拓撲優化方法[P].湖南省: CN116911124A, 2023-10-20.

[6].蔡金虎, 榮見華, 趙磊, 許都, 付志方, 李廣耀, 劉學翱. 一種含多相拉壓非對稱材料的復合材料結構拓撲優化方法[P]. 申請號：2024101777105, 2024-02-08.

[7].蔡金虎, 丁慧冰, 榮見華, 劉鑫, 尹來容, 黃龍, 向睿佳, 趙磊. 一種載荷不確定條件下的拉/壓復合材料拓撲優化方法[P]. 湖南省: 202411616951.1, 2024-11-13.

[8].蔡金虎, 丁慧冰, 榮見華, 劉鑫, 尹來容, 趙磊, 黃龍, 楊裕坤. 一種具有拉伸和壓縮特性的復合材料拓撲優化方法[P]. 湖南省: 202411616951.1, 2024-11-13.

[9].蔡金虎, 曹豪浩, 榮見華, 劉鑫, 尹來容, 趙磊, 黃龍, 許都, 張明軍, 丁慧冰. 一種基于動態載荷作用下的復合材料結構拓撲優化方法[P]. 湖南省: 202411616951.1, 2024-12-26.

[10].蔡金虎.一種基于應力映射的點陣結構設計與優化方法[P].北京市: CN201910070777.8, 2019-06-07.

[11].蔡金虎.一種基于拓撲優化的梯度點陣結構設計方法[P].北京市: CN201910070786.7, 2019-05-17.

[12].趙磊, 榮見華, 蔡金虎, 易繼軍, 馮俊杰, 趙志軍, 周泉, 陳仙閣. 無鉸鏈多輸入多輸出柔性機構抗屈曲拓撲優化設計方法[P].湖南省:CN116432331A, 2023-07-14.

[13].趙磊, 榮見華, 蔡金虎, 易繼軍, 馮俊杰, 趙志軍, 周泉, 陳仙閣. 一種框架結構抗屈曲拓撲優化設計方法[P].湖南省:CN116227066A, 2023-06-06.

6、聯系方式

地址：湖南省長沙市雨花區萬家麗南路二段960號，長沙理工大學機械與運載工程學院

郵編：410114，   電話： 18810537386（微信同號）      Email: [email protected]

課題組與北京航空航天大學、西北工業大學、華中科技大學、中南大學、湖南大學、華南理工大學、航天一院、航天五院、國家電網、三一重工、中聯重科和山河智能等國內外知名大學、研究所和企業等保持長期的合作關系，研究生在校期間可推薦至國內外知名高校和研究所聯合培養和攻讀博士。