Details of the Researcher

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Soma Hidano
Section
Graduate School of Engineering
Job title
Assistant Professor
Degree
  • Bachelor of Engineering (Tohoku University)

  • Master of Engineering (Tohoku University)

  • Ph.D in Engineering (Tohoku University)

Research History 2

  • 2025/03 - Present
    Tohoku University Graduate School of Engineering Department of Civil and Environmental Engineering Assistant Professor

  • 2023/04 - 2025/03
    Japan Society for the Promotion of Science Research Fellowship for Young Scientist DC2

Education 2

  • Tohoku University Graduate School of Engineering Department of Civil and Environmental Engineering

    2020/04 - 2025/03

  • Tohoku University Faculty of Engineering Department of Civil Engineering and Architecture

    2016/04 - 2020/03

Committee Memberships 1

  • 公益社団法人土木学会 応用力学委員会 計算力学×α小委員会,委員

    2026/06 - Present

Professional Memberships 3

  • 地盤工学会

    2022 - Present

  • 日本計算工学会

    2022 - Present

  • 土木学会

    2019 - Present

Research Interests 6

  • Applied Mechanics

  • HPC

  • Unsaturated Soil

  • Material Point Method

  • Geomechanics

  • Computational Mechanics

Research Areas 4

  • Informatics / High-performance computing /

  • Informatics / Computational science /

  • Social infrastructure (civil Engineering, architecture, disaster prevention) / Geotechnical engineering /

  • Social infrastructure (civil Engineering, architecture, disaster prevention) / Disaster prevention engineering /

Awards 5

  1. 令和8年度 建設工学研究奨励賞

    2026/06 一般財団法人 建設工学研究振興会 Material Point Method を用いた降雨による斜面災害解析

  2. Top Viewed Article in International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics

    2026/05 Wiley Semi-implicit material point method for simulating infiltration-induced failure of unsaturated soil structures

  3. 令和7年度土木学会東北支部 技術開発賞

    2026/05 土木学会東北支部 積層造形シミュレーションに向けたMPMにおける接触アルゴリズムの開発

  4. 第28回計算工学講演会 優秀講演表彰

    2023/09 Japan society for Computational Engineering and Science Seepage Failure Analysis of Unsaturated Soil using Semi-Implicit MPM

  5. THE BEST PRESENTATION AWARD

    2022/03 The 3rd International Symposium on Risk Assessment & Sustainable Stability Design of Slopes Failure Analysis of Unsaturated Soil using MPM with Fractional Step Method

Papers 6

  1. B-spline-based material point method with dynamic load balancing technique for large-scale simulation Peer-reviewed

    Soma Hidano, Shaoyuan Pan, Keina Yoshida, Reika Nomura, Yohei Miki, Masatoshi Kawai, Shuji Moriguchi, Kengo Nakajima, Kenjiro Terada

    Engineering with Computers 41 1619-1636 2025/01

    DOI: 10.1007/s00366-024-02099-4  

    ISSN: 1435-5663 0177-0667

  2. Semi-implicit material point method for simulating infiltration-induced failure of unsaturated soil structures Peer-reviewed

    Soma Hidano, Yuya Yamaguchi, Shinsuke Takase, Shuji Moriguchi, Kenji Kaneko, Kenjiro Terada

    International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics 48 (10) 2661-2699 2024/04

    DOI: 10.1002/nag.3750  

    ISSN: 1096-9853 0363-9061

  3. Variational multiscale-stabilized extended B-spline-based mixed implicit material point method for elastoplasticity at finite strains Peer-reviewed

    Riichi Sugai, Soma Hidano, Seishiro Matsubara, Kenjiro Terada

    Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 459 2026/09

    DOI: 10.1016/j.cma.2026.119057  

  4. Multi-patch B-spline-based hybrid MPM–FEM for simulating piping failure Peer-reviewed

    Yuta Suzuki, Riichi Sugai, Soma Hidano, Reika Nomura, Shuji Moriguchi, Takeshi Kodaka, Kenjiro Terada

    Computational Particle Mechanics 16 359-383 2026/08

    Publisher: Elsevier BV

    DOI: 10.1016/j.cpms.2026.07.002  

    ISSN: 2196-4386

  5. Influence of the Parameters in Resistance Models for 2D Shallow Water Debris Flow Simulation ––A Case Study in Atami City, Japan–– Peer-reviewed

    Reika Nomura, Nilo Lemuel Dolojan, Chiho Otsuka, Soma Hidano, Shuji Moriguchi, Takeshi Kodaka, Kenjiro Terada

    Journal of Disaster Research 20 (6) 1062-1079 2025/12

    DOI: 10.20965/jdr.2025.p1062  

  6. Speeding up MPM calculations in MPM-FEM hybrid method incorporating inconsistent domain decomposition patterns for solid and fluid phases Peer-reviewed

    Shaoyuan Pan, Soma Hidano, Reika Nomura, Lu Jing, Yohei Miki, Masatoshi Kawai, Shuji Moriguchi, Kengo Nakajima, Kenjiro Terada

    Computational Mechanics 75 1867-1892 2025/02

    DOI: 10.1007/s00466-025-02601-9  

    ISSN: 1432-0924 0178-7675

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Misc. 1

  1. Seepage Failure Analysis of Unsaturated Soil using Semi-Implicit MPM

    Soma Hidano, Yuya Yamaguchi, Shinsuke Takase, Shuji Moriguchi, Kenji Kaneko, Kenjiro Terada

    Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science 28 1210-1213 2023/05

Presentations 46

  1. Material Point Method を用いた地盤の浸透崩壊解析 Invited

    飛彈野壮真

    計算力学×αフォーラム2026「流れの数値解析の最前線 ~若手研究者の視点から~」 2026/06/25

  2. 浸透実験と実大規模実験の再現解析 Invited

    飛彈野壮真

    公益社団法人 日本地すべり学会東北支部 2025 年度 第 3 回講演会 2026/03/19

  3. 積層造形シミュレーションに向けたMPMにおける接触アルゴリズムの開発

    長瀬 颯平, 菅井 理一, 飛彈野 壮真, 寺田 賢二郎

    令和7年度土木学会東北支部技術研究発表会 2026/03/07

  4. XPICを用いたMPMによる飽和土流動・衝突解析におけるパラメータスタディー

    吉田圭那, 飛彈野壮真, 野村怜佳, 森口周二, 寺田賢二郎

    令和6年度土木学会全国大会 2024/09

  5. 半陰的MPMによる不飽和土の浸透崩壊解析

    飛彈野壮真, 山口裕矢, 高瀬慎介, 森口周二, 金子賢治, 寺田賢二郎

    第28回計算工学会 2023/06

  6. Failure Analysis of Unsaturated Soil using MPM with Fractional Step Method

    S. Hidano, Y. Yamaguchi, S. Takase, S. Moriguchi, K. Kaneko, K. Terada

    The 3rd International Symposium on Risk Assessment and Sustainable Stability Design of Slopes 2022/03

  7. 間隙空気を含む三相系定式化に基づくMPMの不飽和土地盤解析への適用性検討

    今泉 颯平, 飛彈野 壮真, 寺田 賢二郎

    令和8年度土木学会全国大会 第81回年次学術講演会 2026/09/03

  8. MPMを用いた積層造形シミュレーションに向けた自己接触アルゴリズムの開発

    長瀬 颯平, 菅井 理一, 飛彈野 壮真, 寺田 賢二郎

    令和8年度土木学会全国大会 第81回年次学術講演会 2026/09/02

  9. OpenACC-Accelerated MPM for Slope Failure Simulation with Single-Codebase MPI and OpenMP Benchmarking

    S. Hidano, K. Terada

    WCCM-ECCOMAS 2026 2026/07/22

  10. Hybrid MPM–FEM with Multi-patch B-spline Basis Functions for Seepage and Piping Analysis

    Y. Suzuki, R. Sugai, S. Hidano, R. Nomura, S. Moriguchi, K. Terada

    WCCM-ECCOMAS 2026 2026/07/20

  11. OpenACCによるGPU-MPMの性能評価と実大規模斜面崩壊解析への適用

    飛彈野 壮真, 寺田 賢二郎

    第31回計算工学講演会 2026/06/05

  12. マルチパッチB-spline基底関数を用いたMPM–FEMハイブリッド法によるパイピング現象の再現解析

    鈴木 祐太, 菅井 理一, 飛彈野 壮真, 野村 怜佳, 森口 周二, 小高 猛司, 寺田 賢二郎

    第31回計算工学講演会 2026/06/04

  13. µ(I)レオロジーと粒子シフトを併用したMPM土砂流動解析の検証

    岩崎 慶太, 飛彈野 壮真, 寺田 賢二郎

    第31回計算工学講演会 2026/06/04

  14. MPM–FEM ハイブリッド法によるパイピング現象の再現解析

    鈴木 祐太, 菅井 理一, 飛彈野 壮真, 野村 怜佳, 森口 周二, 小高 猛司, 寺田 賢二郎

    第29回応用力学シンポジウム/第68回理論応用力学講演会 2026/05/16

  15. 不飽和土地盤解析に対する固液気三相型MPMの適用性検証

    今泉 颯平, 飛彈野 壮真, 寺田 賢二郎

    第29回応用力学シンポジウム/第68回理論応用力学講演会 2026/05/17

  16. 積層造形シミュレーションに向けたMPMにおける自己接触アルゴリズムの開発

    長瀬 颯平, 菅井 理一, 飛彈野 壮真, 寺田 賢二郎

    第29回応用力学シンポジウム/第68回理論応用力学講演会 2026/05/16

  17. 固液気三相型MPMの不飽和土地盤解析への適用の検討

    今泉 颯平, 飛彈野 壮真, 寺田 賢二郎

    令和7年度土木学会東北支部技術研究発表会 2026/03/07

  18. MPM-FEMハイブリッド法による土堤浸透過程の再現解析

    鈴木 祐太, 菅井 理一, 飛彈野 壮真, 野村 怜佳, 森口 周二, 小高 猛司, 寺田 賢二郎

    令和7年度土木学会全国大会 第80回年次学術講演会 2025/09/12

  19. Strain-rate dependent shear resistance model for debris flow simulations in 2D shallow water equation

    Reika Nomura, Chiho Otsuka, Soma Hidano, Nilo Lemuel, Dolojan, Shuji Moriguchi, Takeshi Kodaka, Kenjiro Terada

    COMPSAFE2025 2025/07/03

  20. Enhanced semi-implicit MPM for seepage slope failure analysis

    Soma Hidano, Reika Nomura, Shuji Moriguchi, Kenjiro Terada

    COMPSAFE2025 2025/07/02

  21. Weighted least square B-spline 形状関数を用いた半陰的 MPM による浸透崩壊解析

    飛彈野 壮真, 野村 怜佳, 森口 周二, 寺田 賢二郎

    第30回計算工学講演会 2025/06/06

  22. 2次元浅水長波型土石流解析のためのひずみ速度依存型抵抗力モデルの開発

    野村 怜佳, 大塚 千穂, Dolojan Nilo, 飛彈野 壮真, 森口 周二, 小高 猛司, 寺田 賢二郎

    第30回計算工学講演会 2025/06/06

  23. 陽-陰解法選択型MPMを用いた降雨崩壊解析のための基礎的検討

    吉田 圭那, 飛彈野 壮真, 菅井 理一, 野村 怜佳, 壇上 徹, 石澤 友浩, 森口 周二, 酒井 直樹, 寺田 賢二郎

    第30回計算工学講演会 2025/06/04

  24. Weighted Least Square B-spline 形状関数を採用した半陰的 MPM による不飽和地盤解析(シンポジウム講演概要)

    飛彈野 壮真, 野村 怜佳, 森口 周二, 寺田 賢二郎

    第28回応用力学シンポジウム 2025/05/17

  25. MPM-FEMハイブリッド法による地盤透水現象の再現解析

    鈴木 祐太, 菅井 理一, 飛彈野 壮真, 野村 怜佳, 森口 周二, 小高 猛司, 寺田 賢二郎

    第28回応用力学シンポジウム 2025/05/17

  26. 浅水流近似による広域土砂流動表現のための抵抗力モデルに関する検討

    大塚千穂, 飛彈野壮真, Nilo Dolojan, 野村怜佳, 森口周二, 寺田賢二郎

    (公益社団法人)日本地すべり学会 研究発表会 宮城大会 2024/09

  27. XPICを導入したMPMによる飽和土の流動・衝突解析のための基礎的検討

    吉田圭那, 飛彈野壮真, 野村怜佳, 森口周二, 寺田賢二郎

    第59回地盤工学研究発表会 2024/07

  28. 2次元土砂流動シミュレーションにおける抵抗力モデルの適用性検証

    大塚千穂, 飛彈野壮真, Nilo Dolojan, 野村怜佳, 森口周二, 寺田賢二郎

    第59回地盤工学研究発表会 2024/07

  29. SEMI-IMPLICIT MATERIAL POINT METHOD FOR UNSATURATED SOILWITH CONSTITUTIVE MODEL DEPENDING SUCTION

    S. Hidano, S. Moriguchi, K. Terada

    16th World Congress on Computational Mechanics and 4th Pan American Congress on Computational Mechanics (WCCM-PANACM Vancouver 2024) 2024/07

  30. 半陰的MPM によるサクション依存型構成モデルを用いた斜面浸透崩壊解析

    飛彈野壮真, 山口裕矢, 高瀬慎介, 森口周二, 金子賢治, 寺田賢二郎

    第29回計算工学会 2024/06

  31. Semi-implicit Material Point Method with Fractional-step Method for Unsaturated Soil

    S. Hidano, Y. Yamaguchi, S. Takase, S. Moriguchi, K. Kaneko, K. Terada

    9th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS Congress 2024) 2024/06

  32. MPMを用いた飽和土流動・衝突解析のためのパラメータスタディー

    吉田 圭那, 飛彈野 壮真, 木村 凌一, 野村 怜佳, 森口 周二, 寺田 賢二郎

    令和5年度土木学会東北支部技術研究発表会 2024/03/02

  33. Semi-Implicit MPM for Seepage Failure Analysis

    S. Hidano, Y. Yamaguchi, S. Takase, S. Moriguchi, K. Kaneko, K. Terada

    VIII International Conference on Particle-Based Methods 2023/10

  34. 広域土砂流動シミュレーションにおける抵抗力モデルおよびその適応性に関する一考察

    大塚千穂, 飛彈野壮真, Nilo Dolojan, 野村怜佳, 森口周二, 寺田賢二郎

    令和5年度土木学会全国大会 2023/09

  35. Semi-Implicit MPMを用いた不飽和土の斜面崩壊解析

    飛彈野壮真, 山口裕矢, 高瀬慎介, 森口周二, 金子賢治, 寺田賢二郎

    第58回地盤工学研究発表会 2023/07

  36. 流体遷移を考慮した粒状体流れの構成則を用いたMPM土砂流動解析

    木村凌一, 飛彈野壮真, 潘紹元, 菅井理一, 森口周二, 寺田賢二郎

    第28回計算工学会 2023/06

  37. 広域土砂流動シミュレーションにおける抵抗力モデルに関する基礎的検討

    大塚千穂, 飛彈野壮真, Nilo Dolojan, 野村怜佳, 森口周二, 寺田賢二郎

    第26回応用力学シンポジウム 2023/05

  38. 固体の変形と流動の遷移挙動を表現可能な構成則を用いたMPM による土砂流動再現解析

    木村凌一, 飛彈野壮真, 潘紹元, 菅井理一, 森口周二, 寺田賢二郎

    令和4年度土木学会全国大会 2022/09

  39. SEMI-IMPLICIT MPM FOR LARGE DEFORMATION IN UNSATURATED SOIL

    S. Hidano, Y. Yamaguchi, S. Takase, S. Moriguchi, K. Kaneko, K. Terada

    USACM Thematic Conference on Meshfree and Novel Finite Elements with Applications (MFEM) 2022/09

  40. Failure Analysis of Unsaturated Soil using Semi-Implicit MPM

    S. Hidano, Y. Yamaguchi, S. Takase, S. Moriguchi, K. Kaneko, K. Terada

    15th World Congress on Computational Mechanics & 8th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics (WCCM APCOM 2022) 2022/08

  41. Simulations of Earthquake-induced Landslides by MPM

    R. Kimura, S. Hidano, R. Sugai, S. Pan, S. Moriguchi, K. Terada

    15th World Congress on Computational Mechanics & 8th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics (WCCM APCOM 2022) 2022/08

  42. 半陰的 MPM による不飽和土の大変形解析

    飛彈野壮真, 山口裕矢, 高瀬慎介, 森口周二, 金子賢治, 寺田賢二郎

    第27回計算工学会 2022/06

  43. 不飽和土を対象とした半陰的 MPM による斜面崩壊解析

    飛彈野壮真, 山口裕矢, 高瀬慎介, 森口周二, 金子賢治, 寺田賢二郎

    第66回理論応用力学講演会 2022/06

  44. 広域土砂流動シミュレーションにおける抵抗力モデルに関する基礎的検討

    大塚千穂, 飛彈野壮真, Nilo Dolojan, 野村怜佳, 森口周二, 寺田賢二郎

    令和4年度土木学会東北支部技術発表会 2022/03

  45. 固液混合MPMによる地盤の浸透破壊解析

    飛彈野壮真, 山口裕矢, 高瀬慎介, 森口周二, 金子賢治, 寺田賢二郎

    第26回計算工学講演会 2021/05

  46. 固液混合MPMによる地盤の浸透崩壊解析

    飛彈野壮真, 山口裕矢, 高瀬慎介, 森口周二, 金子賢治, 寺田賢二郎

    令和2年度土木学会全国大会 2020/09

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Research Projects 6

  1. Surrogate Homogenization-Based Multiscale Simulation of Deformation and Flow in Unsaturated Soils

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    Institution: Tohoku University

    2026/04/01 - 2029/03/31

  2. Fluid-structure interaction creasing analysis by fully implicit optimal transportation meshfree method

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    Institution: Tohoku University

    2025/06/27 - 2028/03/31

  3. Tuning mechanical activity through multiscale optimal design of odd elastic lattice structure

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Tohoku University

    2025/04/01 - 2028/03/31

  4. 実現象を捉える高精細な地盤の浸透崩壊シミュレーションの創生

    飛彈野 壮真

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 研究活動スタート支援

    Institution: 東北大学

    2025/07/31 - 2027/03/31

  5. High-definition Virtualization of sediment disaster by highly accurate and efficient numerical simulation

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    Institution: Tohoku University

    2022/04/01 - 2026/03/31

  6. 斜面崩壊挙動のシームレスシミュレーションによる広域土砂災害の高精細予測

    飛彈野 壮真

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特別研究員奨励費

    Institution: 東北大学

    2023/04/25 - 2025/03/31

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    本研究の目的は,雨による土砂災害の高精度かつ大規模な解析を実現することである.近年,気候変動に伴い,豪雨が増加しており,それに起因する土砂災害が高頻度化・激甚化の傾向にある.これに対し,「どこで,どれくらい土砂が,どのような理由で崩れ,どのように移動するか」という情報を与えうる数値シミュレーションの高精度化・大規模化は有効的な対策である. 上述の目的のために,主に2つの課題を掲げている.一つは,土砂災害の完全再現にむけた高精度化のための,挙動の表現性能の向上と,雨の表現方法の開発である.もう一つは,広域の定量的危険度評価であり,スーパーコンピュータの利用と数値解析アルゴリズムの高度化によって,現実的な時間での実災害の3次元開発を目指すことである. 1つ目の課題に対して,被害対策で重要となる崩壊土量や到達距離の精度を向上させるために,空間,時間スケールの分割にともなって必要となる領域・時間積分の精度を上げることを掲げている.これに対して,一般的な2つの手法の短所を補いながら長所を活かすように新たに提案された手法を導入することにより,一定の表現性能の向上を確認することができた.雨の表現手法の開発については,今後の課題として取り組む予定である. 2つ目の課題に対して,水を含まない単相解析コードのアルゴリズムを改良し,複数台の計算機を用いた並列計算において,各計算機の負荷が均等になるようにした.これにより,スーパーコンピュータを用いた場合の計算効率を上げることに成功し,大規模3次元解析を実施できた.今後は,同アルゴリズムを水を含む2相コードに実装し,浸透から崩壊までを実大規模スケールで解析する予定である.

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Teaching Experience 3

  1. 社会環境工学実験 東北大学

  2. 社会基盤デザイン演習Ⅱ 東北大学

  3. 創造工学研修 東北大学