研究者詳細

顔写真

ヒダノ　ソウマ
飛彈野　壮真
Soma Hidano
所属
大学院工学研究科　土木工学専攻　基盤構造材料学講座（先進計算力学分野）
職名
助教
学位

  • 学士（工学） （東北大学）

  • 修士（工学） （東北大学）

  • 博士（工学） （東北大学）

経歴 2

  • 2025年3月 ～ 継続中
    東北大学　大学院工学研究科 土木工学専攻　助教

  • 2023年4月 ～ 2025年3月
    独立行政法人日本学術振興会　特別研究員DC2

学歴 2

  • 東北大学　大学院工学研究科　土木工学専攻

    2020年4月 ～ 2025年3月

  • 東北大学　工学部　建築・社会環境工学科

    2016年4月 ～ 2020年3月

委員歴 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年6月 ～ 継続中

所属学協会 3

  • 地盤工学会

    2022年 ～ 継続中

  • 日本計算工学会

    2022年 ～ 継続中

  • 土木学会

    2019年 ～ 継続中

研究キーワード 6

  • 応用力学

  • 高性能計算

  • 不飽和土

  • Material Point Method

  • 地盤力学

  • 計算力学

研究分野 4

  • 情報通信 / 高性能計算 /

  • 情報通信 / 計算科学 /

  • 社会基盤（土木・建築・防災） / 地盤工学 /

  • 社会基盤（土木・建築・防災） / 防災工学 /

受賞 5

  1. 令和8年度 建設工学研究奨励賞

    2026年6月　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年5月　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年5月　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年9月　日本計算工学会　半陰的 MPM による不飽和土の浸透崩壊解析

  5. THE BEST PRESENTATION AWARD

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

論文 6

  1. B-spline-based material point method with dynamic load balancing technique for large-scale simulation 査読有り

    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年1月

    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 査読有り

    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年4月

    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 査読有り

    Riichi Sugai, Soma Hidano, Seishiro Matsubara, Kenjiro Terada

    Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering　459　2026年9月

    DOI： 10.1016/j.cma.2026.119057 　

  4. Multi-patch B-spline-based hybrid MPM–FEM for simulating piping failure 査読有り

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

    Computational Particle Mechanics　16　359-383　2026年8月

    出版者・発行元： 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–– 査読有り

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

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

    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 査読有り

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

    Computational Mechanics　75　1867-1892　2025年2月

    DOI： 10.1007/s00466-025-02601-9 　

    ISSN：1432-0924 0178-7675

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MISC 1

  1. 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

    計算工学講演会論文集　28　1210-1213　2023年5月

講演・口頭発表等 46

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

    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年6月25日

  2. 浸透実験と実大規模実験の再現解析 招待有り

    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年3月19日

  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年3月7日

  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年9月

  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年6月

  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年3月

  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年9月3日

  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年9月2日

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

    S. Hidano, K. Terada

    WCCM-ECCOMAS 2026　2026年7月22日

  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年7月20日

  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年6月5日

  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年6月4日

  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年6月4日

  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年5月16日

  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年5月17日

  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年5月16日

  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年3月7日

  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年9月12日

  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年7月3日

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

    Soma Hidano, Reika Nomura, Shuji Moriguchi, Kenjiro Terada

    COMPSAFE2025　2025年7月2日

  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年6月6日

  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年6月6日

  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年6月4日

  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年5月17日

  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年5月17日

  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年9月

  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年7月

  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年7月

  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年7月

  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年6月

  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年6月

  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年3月2日

  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年10月

  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年9月

  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年7月

  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年6月

  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年5月

  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年9月

  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年9月

  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年8月

  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年8月

  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年6月

  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年6月

  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年3月

  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年5月

  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年9月

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共同研究・競争的資金等の研究課題 6

  1. 不飽和地盤の代理均質化モデルによるマルチスケール変形・流動シミュレーション

    寺田 賢二郎, 高瀬 慎介, 飛彈野 壮真, 田上 大助, 松原 成志朗, 正宗 淳, 野村 怜佳

    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 Scientific Research (A)

    研究機関：Tohoku University

    2026年4月1日 ～ 2029年3月31日

  2. 完全陰的最適輸送メッシュフリー法による流体・構造連成クリース解析

    松原 成志朗, 飛彈野 壮真, 寺田 賢二郎

    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 Challenging Research (Exploratory)

    研究機関：Tohoku University

    2025年6月27日 ～ 2028年3月31日

  3. 奇弾性ラティス構造のマルチスケール最適設計による力学活性制御

    松原 成志朗, 奥村 大, 永島 壮, 飛彈野 壮真, 寺田 賢二郎

    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 Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2025年4月1日 ～ 2028年3月31日

  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

    2025年7月31日 ～ 2027年3月31日

  5. 土砂災害の高精度・高効率シミュレーションによる高精細バーチャリゼーション

    寺田 賢二郎, 小高 猛司, 中島 研吾, 森口 周二, 野村 怜佳, 飛彈野 壮真

    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 Scientific Research (A)

    研究機関：Tohoku University

    2022年4月1日 ～ 2026年3月31日

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    項目A「水・空気混じり土の材料挙動の表現と検証計算」弾塑性構成則における粘着力がサクションに依存する構成則を構築し、これを開発を進めている陰的MPMのコードに実装した。この際、間隙比、飽和度、水・空気・土の相の変化を適切に制御できるように運動方程式の解法と一体的にモデル化した。 項目B「不飽和土の陰解法MPM（IMPM）の開発」固体単相の解析を対象に開発した陰解法EBS-MPMを2相混合体の解析にも対応できるように拡張し、その精度・安定性を検証した。ここで、セル内に土粒子がほとんど存在しない場合に剛性行列の悪条件化を回避・軽減するために物理領域が存在する領域からBスプライン基底関数を拡張して利用する方法（Extended B-spline法）を適用した。また、昨年度は過度な数値粘性を抑制すためにXPICを導入したが、本年度はその更なる精度検証を上半期に終え、下半期に陰的MPMのコードに実装した。 項目C「ミニチュアスケールでのモデル実験による精度検証」昨年度に引き続き、降雨による水分供給を受けて崩壊する模擬山岳斜面のモデル実験を実施した。この際、雨水の土中への浸透実験とその再現解析、過去の実大規模実験の再現解析、および斜面防災分野のエキスパートを招へいして議論を交わし、3項目についてのフィージビリティスタディを行った。 項目D「高精細バーチャリゼーション」動的負荷分散技術を実装した陽的MPMの更なるチューニングを行いながら、2020年に起きたエビスサーキットの土砂くずれの実大規模解析を実施した。一方、飽和土の解析のために開発予定の陰解法EBS-MPMについては、対角スケーリングを用いたGPBi-CG 法を使用するなどして，新たな疎行列格納形式や，大規模問題に有効なブロック不完全コレスキー分解や幾何マルチグリッド前処理などの導入し、連立一次方程式の求解部の計算時間を削減した。

  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

    2023年4月25日 ～ 2025年3月31日

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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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担当経験のある科目(授業) 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