研究者詳細

顔写真

カワイ　シゲタカ
河合　成孝
Shigetaka Kawai
所属
大学院工学研究科　航空宇宙工学専攻　航空システム講座（空力設計学分野）
職名
助教
学位

  • 博士（工学）（東京大学）

  • 修士（工学）（東京大学）

e-Rad 研究者番号
40982830

経歴 5

  • 2025年11月 ～ 継続中
    東北大学　大学院工学研究科 航空宇宙工学専攻　助教

  • 2023年10月 ～ 2025年10月
    東北大学　大学院工学研究科 航空宇宙工学専攻　特任助教

  • 2023年4月 ～ 2023年9月
    東北大学　大学院工学研究科 航空宇宙工学専攻　特任研究員

  • 2021年4月 ～ 2023年3月
    Aix-Marseille University　M2P2　Postdoctoral Researcher

  • 2019年4月 ～ 2021年3月
    独立行政法人日本学術振興会　特別研究員DC2

学歴 3

  • 東京大学　大学院工学系研究科博士課程　航空宇宙工学専攻

    2018年4月 ～ 2021年3月

  • 東京大学　大学院工学系研究科修士課程　航空宇宙工学専攻

    2016年4月 ～ 2018年3月

  • 京都大学　工学部　物理工学科

    2012年4月 ～ 2016年3月

所属学協会 4

  • 日本流体力学会

  • アメリカ物理学会

  • アメリカ航空宇宙学会

  • 日本航空宇宙学会

研究キーワード 5

  • 混相流

  • 乱流

  • 不確かさの定量化

  • 空気力学

  • 数値流体力学

研究分野 1

  • フロンティア（航空・船舶） / 航空宇宙工学 /

受賞 1

  1. 研究科長賞（研究・博士課程）

    2021年3月　東京大学大学院工学系研究科

論文 10

  1. Detecting Turbulent Breakdown for Predicting Transitional Boundary Layers in Wall-Modeled Large-Eddy Simulation 査読有り

    Shigetaka Kawai, Yuta Iwatani, Chinatsu Eto, Soshi Kawai

    AIAA Journal　2026年2月22日

    DOI： 10.2514/1.J066244 　

  2. Logarithmic mean approximation in improving entropy conservation in KEEP scheme with pressure equilibrium preservation property for compressible flows 査読有り

    Shigetaka Kawai, Soshi Kawai

    Journal of Computational Physics　2025年6月

    DOI： 10.1016/j.jcp.2025.113897 　

  3. Freestream Turbulence Effects in Large-Eddy Simulations of Laminar Separation Bubble 査読有り

    Shigetaka Kawai, Kengo Asada, Akira Oyama

    Journal of Aircraft　2023年4月24日

    DOI： 10.2514/1.C037058 　

  4. Gegenbauer reconstruction method with edge detection for multi-dimensional uncertainty propagation 査読有り

    Shigetaka Kawai, Wataru Yamazaki, Akira Oyama

    Journal of Computational Physics　2022年11月

    DOI： 10.1016/j.jcp.2022.111505 　

  5. Uncertainty quantification of supersonic biplane airfoil by multi-element polynomial chaos based on edge detection

    Shigetaka Kawai, Wataru Yamazaki, Akira Oyama

    AIAA Scitech 2021 Forum　1-8　2021年

    出版者・発行元： American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc, AIAA

  6. Multi-Element Stochastic Galerkin Method Based on Edge Detection for Uncertainty Quantification of Discontinuous Responses 査読有り

    Kawai, Shigetaka, Oyama, Akira

    Journal of Verification, Validation and Uncertainty Quantification　5　(4)　2020年12月

    DOI： 10.1115/1.4049200 　

    ISSN：2377-2158

  7. Uncertainty Quantification and Global Sensitivity Analysis of Low-Reynolds-Number Airfoil for Future Mars Airplane 査読有り

    Shigetaka KAWAI, Akira OYAMA

    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES　63　(4)　2020年

    DOI： 10.2322/tjsass.63.172 　

  8. Evaluation of inflow turbulent fluctuation effects on laminar separation bubbles using large eddy simulations

    Shigetaka Kawai, Kengo Asada, Akira Oyama

    AIAA Scitech 2019 Forum　2019年

    出版者・発行元： American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc, AIAA

    DOI： 10.2514/6.2019-1871 　

  9. Dominant parameters for maximum velocity induced by body-force models for plasma actuators 査読有り

    Shigetaka Kawai, Thijs Bouwhuis, Yoshiaki Abe, Aiko Yakeno, Taku Nonomura, Hikaru Aono, Akira Oyama, Harry W. M. Hoeijmakers, Kozo Fujii

    Theoretical and Computational Fluid Dynamics　32　(6)　805-820　2018年12月25日

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media {LLC}

    DOI： 10.1007/s00162-018-0478-9 　

  10. Sensitivity and uncertainty analysis of airfoil characteristics at low reynolds numbers

    Shigetaka Kawai, Akira Oyama

    10th International Conference on Computational Fluid Dynamics, ICCFD 2018 - Proceedings　2018年

    出版者・発行元： International Conference on Computational Fluid Dynamics 2018

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共同研究・競争的資金等の研究課題 3

  1. 移動変形する複雑形状物体周りの高忠実圧縮性乱流解析のための基盤構築

    河合 成孝

    2026年4月1日 ～ 2029年3月31日

  2. 大規模流体計算における高効率な不確実性解析手法の開発と火星航空機空力設計への応用

    河合 成孝

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    研究機関：The University of Tokyo

    2019年4月25日 ～ 2021年3月31日

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    前年度は一次元のパラメータ空間で生じる不連続をエッジ検出によって検知し，その不連続位置で空間を分割するというアルゴリズムを開発した．特に，前年度は時間発展に伴って不連続位置が変化しない問題に対して有効なアルゴリズムを提案した．しかしながら，不連続が時間とともに移動する場合には空間分割数が増大し，計算コストが高くなる．当該年度は不連続位置が時間とともに移動する場合にも高効率性を保つ手法を開発した．具体的には，時間とともに不連続が移動した場合，応答が滑らかになった領域で部分空間を結合するアルゴリズムを導入した．この拡張した提案手法を準一次元遷音速ノズル流れの数値解析に適用することで，拡張前の手法と比較して高い精度を維持しながら計算コストを大きく削減できることを示した． また，前年度に構築した提案手法を多次元の不確かさをもつ問題へと拡張した．一次元のパラメータ空間では不連続はある点において生じるが，多次元のパラメータ空間では応答の不連続はある超曲面上に生じる．その結果，不連続が生じる超曲面によって分割されてできる部分空間は不規則なものとなる．当該年度には，この不規則な部分空間上で応答曲面モデルを構築するために，Rosenblatt変換を用いて部分空間を超立方体に射影し，射影した超立方体上で応答曲面モデルを構築するアルゴリズムを導入した．この拡張された提案手法をベンチマーク問題に対して検証し，従来手法から追加の計算コストを必要とせずに不連続な応答に対する精度を改善できることを示した．また，本提案手法を超音速複葉翼周り流れの数値解析に応用することで，提案手法の空力設計問題への適用可能性を示した．

  3. DBDプラズマアクチュエータの実環境利用に向けた性能実証に関する研究

    浅田 健吾, 河合 宗司, 河合 成孝, 大山 聖

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    研究機関：Tokyo University of Science

    2016年4月1日 ～ 2019年3月31日

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    マイクロ流体制御デバイスであるDBDプラズマアクチュエータの乱れを伴う実環境下での利用に向けて，乱れた流れ（乱流）のシミュレーション手法を開発し，平板上に形成される剥離泡への影響を検証した．その結果，乱れのない理想的なシミュレーションに比べ，乱れを伴うケースでは流れが平板に沿って流れない剥離泡領域が小さくなり，実験結果に近づくことがわかった．また，乱流の強さやスケールも剥離泡の大きさに影響を与えることを明らかにし，乱れ評価の重要性を示した．また，翼周り流れの大規模な乱流シミュレーションを行い，壁近傍の乱流モデル構築に必要な非定常な物理現象を明らかにした．

担当経験のある科目(授業) 1

  1. 機械知能・航空実験I　東北大学