業績情報

• A FUNDAMENTAL STUDY ON THE APPLICATION OF ENERGY-BASED OVERSET FINITE ELEMENT METHOD TO DYNAMIC ANALYSIS　　　　　　　　　　　　　　　
  KIMURA Harusato; TOMOBE Haruka; SHARMA Vikas; MORIKAWA Hitoshi
  Journal of Japan Association for Earthquake Engineering, 巻：25, 号：4, 開始ページ：4_24, 終了ページ：4_36, 2025年03月, ［査読有り］
  The preparation of a mesh is a costly procedure in finite element analyses. Energy-based overset finite element method (EbO-FEM) is a method that facilitates the creation of the mesh by composing several subdomains into a single computational domain. This paper presents a fundamental study to extend the EbO-FEM to dynamic problems, focusing on the one-dimensional scalar wave problem. In particular, the relationship between the parameter representing the degree of coupling and the magnitude of the undesired reflected waves generated at the overlapping regions is investigated. The results show that the EbO-FEM provides as accurate a solution as the conventional FEM when adopting well-tuned values as the parameter. Error analysis in the frequency domain showed that the unwanted reflected wave generated at the overlapping region is controlled by the characteristic of the incident wave and the size of the overlapping region. Numerical examples of coupling the computational domain with different materials implied that the overlapping region acts stiffer than it is. These results suggested that the overlapping region should be as small as possible to obtain an accurate solution, even though the EbO-FEM is an overlapping mesh method.
  JAPAN ASSOCIATION FOR EARTHQUAKE ENGINEERING, 英語
  DOI：https://doi.org/10.5610/jaee.25.4_24
  DOI ID：10.5610/jaee.25.4_24, eISSN：1884-6246
• AN ENERGY-BASED OVERSET FINITE ELEMENT METHOD FOR MODAL ANALYSIS ON RIGID FRAME BRIDGES　　　　　　　　　　　　　　　
  TOMOBE Haruka; SHARMA Vikas; KIMURA Harusato; MORIKAWA Hitoshi; IIYAMA Kahori; SAKAI Kimitoshi; Yu Chen Ping
  Journal of Japan Association for Earthquake Engineering, 巻：25, 号：4, 開始ページ：4_86, 終了ページ：4_96, 2025年03月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際共著］
  This paper proposes a modal analysis method based on the energy-based overset finite element method (EbO-FEM) for rigid frame bridges. Rigid frame bridges and the foundations have complex geometries, which makes the mesh generation for finite element analysis expensive. The EbO-FEM has been developed to reduce the cost of mesh generation by allowing the use of nonconforming meshes without iterative computations. However, the EbO-FEM has only been applied to the static analysis and the applicability for the modal analysis has not been investigated. We applied the EbO-FEM for the finite element modal analysis, evaluated the accuracy of the method by comparing the solutions with existing FEM solutions, and utilized the EbO-FEM for the parameter identification with records of microtremors through the following procedure. First, a modal analysis of the virtual cantilever beam was performed to verify the accuracy, and the EbO-FEM solution agreed well with the conventional FEM solutions under different discretization scales, where overlapping regions is carefully localized. Second, the natural vibration modes and frequencies are estimated using the EbO-FEM for a frame bridge under construction. The EbO-FEM gives similar natural vibration modes to ones estimated by the frequency domain decomposition (FDD) method, and the elastic moduli of the surface soils were estimated so that the corresponding natural frequencies were consistent. The estimated elastic moduli were not significantly different from the data obtained from the preliminary survey. Above all, it was found that EbO-FEM can be as accurate as conventional FEM when the mesh overlapping is carefully minimized, in the modal analysis in spite of allowing non-conforming mesh.
  JAPAN ASSOCIATION FOR EARTHQUAKE ENGINEERING, 英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.5610/jaee.25.4_86
  DOI ID：10.5610/jaee.25.4_86, eISSN：1884-6246, 共同研究・競争的資金等ID：39698416;42659165;39698417;35670244
• 振動計測と物理シミュレーションを用いた耐倒伏性飼料用トウモロコシ品種・系統の迅速選抜手法へ向けて　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 中島大賢; 加藤洋一郎
  畜産技術, 号：829, 2024年06月, ［招待有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  ISSN：0389-1348, J-Global ID：202402240362245610
• 超小型加速度センサーとシミュレーションを利用したトウモロコシの倒伏予測　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 中島大賢; 加藤洋一郎
  バイオサイエンスとインダストリー, 巻：82, 号：1, 2024年05月, ［招待有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  ISSN：0914-8981, J-Global ID：202402284133159289
• On the arbitrary precision and the explicit time integration scheme for semi-discretized finite element method based using wave kernel function
  Haruka Tomobe; Vikas Sharma; Harusato Kimura; Hitoshi Morikawa; Hidekazu Yoshioka; Jun Kurima; Kazunori Fujisawa
  Japanese Geotechnical Society Special Publication, 巻：10, 号：35, 開始ページ：1317, 終了ページ：1321, 2024年03月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  The Japanese Geotechnical Society, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.3208/jgssp.v10.os-24-01
  DOI ID：10.3208/jgssp.v10.os-24-01, eISSN：2188-8027
• Orlicz risks for assessing stochastic streamflow environments: a static optimization approach
  Hidekazu Yoshioka; Haruka Tomobe; Yumi Yoshioka
  Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 2023年10月, ［査読有り］
  Abstract
  
  This study applies novel risk measures, called Orlicz risks, to the risk and uncertainty evaluation of the streamflow discharge as a primary driver of hydrological and hydraulic processes of interest in civil and environmental engineering. We consider the mixed moving average process governing the discharge whose statistics are explicitly represented as some product of a time-scale characterizing the flow attenuation and a jump moment governing the size and frequency of jumps. The classical Orlicz risks are extended so that not only the upper tail risk but also the lower one of the jump size and attenuation of the discharge can be evaluated within a single mathematical framework. Further, the risk and uncertainty can be individually quantified in a tractable manner by the proposed Orlicz risks. Computing the Orlicz risks reduces to solving a pair of novel static optimization problems that are solvable semi-analytically. The risk and uncertainty involved in the streamflow dynamics can be consistently evaluated by specifying few user-dependent parameters. The associated Radon–Nikodym derivatives as the worst-case model uncertainties are obtained as byproducts. Sufficient conditions for the well-posedness of the Orlicz risks are discussed and numerical algorithms for computing them are presented. We finally apply the proposed framework to a statistical analysis of the streamflow discharge time series data collected at mountainous river environments.
  Springer Science and Business Media LLC, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1007/s00477-023-02561-7
  DOI ID：10.1007/s00477-023-02561-7, ISSN：1436-3240, eISSN：1436-3259
• Method for estimating azimuthal intensity distribution of microtremors using simple arrays
  Harusato Kimura; Haruka Tomobe; Hitoshi Morikawa
  Geophysical Journal International, 2023年06月, ［査読有り］
  Summary
  
  In the present paper, a method is proposed for estimating the intensity distribution of microtremors for the arrival direction, from simultaneous observations of vertical motion, using an array of simple geometry consisting of only three receivers. This method is based on the fact that the complex coherency function, which is defined as the normalized cross-spectrum of microtremor recordings observed at two sites, contains information about the azimuthal intensity distribution of the microtremor field. To obtain the azimuthal intensity distribution from a limited number of conditions, the functional form of the azimuthal intensity distribution of the microtremor field was assumed and its parameters were estimated. Information on the arrival direction of the microtremor field was specifically obtained using particle swarm optimization (PSO), one of the metaheuristic methods, and then employed to identify the parameters. The proposed method was applied to ideal synthetic data to clarify the potential problems that may arise from using PSO as the core algorithm. Despite PSO-induced errors, the proposed method was able to accurately infer directional information over a wide frequency range. The proposed method was also applied to actual field data to verify its effectiveness and applicability. The results indicate that the proposed method can provide similar results to the frequency-wavenumber (FK) method in a wide frequency range. The quasi-FK spectrum, an effective mode representation of the FK spectrum, was displayed to visualize the directionality.
  Oxford University Press (OUP), 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1093/gji/ggad228
  DOI ID：10.1093/gji/ggad228, ISSN：0956-540X, eISSN：1365-246X
• Estimation of phase velocity using array observation of microtremors with arbitrary shape
  Harusato Kimura; Hitoshi Morikawa; Haruka Tomobe; Kahori Iiyama
  Earth, Planets and Space, 巻：75, 号：1, 2023年05月, ［査読有り］
  Abstract
  
  To estimate the phase velocity using the array observations of microtremors, some algorithms for the estimation include constraints on the array shape, such as equilateral triangles or the placement of receivers on a circle, in order to reduce the estimation error of the phase velocity. In the present study, a direct estimation technique is introduced for the phase velocity using records obtained through an array with an arbitrary shape based on a complex coherency function (CCF), where CCF is defined as the normalized cross spectrum of the microtremor records observed simultaneously by two receivers. The particle swarm optimization (PSO) method, one of metaheuristic optimization methods, is applied and optimal values are provided for the phase velocity and other unknown parameters. Approximate representations of the stochastic properties for the unknown variables are analytically derived based on the discrete representation of the CCF, for a case where the arrival directions of microtremors are treated as random variables following a uniform distribution. Furthermore, the validity of the proposed method is confirmed using numerical simulations and actual observation records.
  
  Graphical Abstract
  Springer Science and Business Media LLC, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1186/s40623-023-01831-6
  DOI ID：10.1186/s40623-023-01831-6, eISSN：1880-5981
• A mechanical theory of competition between plant root growth and soil pressure reveals a potential mechanism of root penetration
  Haruka Tomobe; Satoru Tsugawa; Yuki Yoshida; Tetsuya Arita; Allen Yi-Lun Tsai; Minoru Kubo; Taku Demura; Shinichiro Sawa
  Scientific Reports, 巻：13, 号：7473, 2023年05月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
  Abstract
  
  Root penetration into the soil is essential for plants to access water and nutrients, as well as to mechanically support aboveground structures. This requires a combination of healthy plant growth, adequate soil mechanical properties, and compatible plant–soil interactions. Despite the current knowledge of the static rheology driving the interactions at the root–soil interface, few theoretical approaches have attempted to describe root penetration with dynamic rheology. In this work, we experimentally showed that radish roots in contact with soil of specific density during a specific growth stage fail to penetrate the soil. To explore the mechanism of root penetration into the soil, we constructed a theoretical model to explore the relevant conditions amenable to root entry into the soil. The theory indicates that dimensionless parameters such as root growth anisotropy, static root–soil competition, and dynamic root–soil competition are important for root penetration. The consequent theoretical expectations were supported by finite element analysis, and a potential mechanism of root penetration into the soil is discussed.
  Springer Science and Business Media LLC, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1038/s41598-023-34025-x
  DOI ID：10.1038/s41598-023-34025-x, eISSN：2045-2322
• Modeling and computation of cost-constrained adaptive environmental management with discrete observation and intervention　　　　　　　　　　　　　　　
  Hidekazu Yoshioka; Motoh Tsujimura; Haruka Tomobe
  Journal of Computational and Applied Mathematics, 巻：424, 開始ページ：114974, 終了ページ：114974, 2023年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1016/j.cam.2022.114974
  DOI ID：10.1016/j.cam.2022.114974, ISSN：0377-0427, eISSN：1879-1778, Web of Science ID：WOS:000923240900001
• Non-destructive high-throughput measurement of elastic-viscous properties of maize using a novel ultra-micro sensor array and numerical validation
  Taiken Nakashima; Haruka Tomobe; Takumi Morigaki; Mengfan Yang; Hiroto Yamaguchi; Yoichiro Kato; Wei Guo; Vikas Sharma; Harusato Kimura; Hitoshi Morikawa
  Scientific Reports, 巻：13, 号：4914, 2023年03月, ［査読有り］, ［責任著者］
  Abstract
  
  Maize is the world's most produced cereal crop, and the selection of maize cultivars with a high stem elastic modulus is an effective method to prevent cereal crop lodging. We developed an ultra-compact sensor array inspired by earthquake engineering and proposed a method for the high-throughput evaluation of the elastic modulus of maize cultivars. A natural vibration analysis based on the obtained Young’s modulus using finite element analysis (FEA) was performed and compared with the experimental results, which showed that the estimated Young’s modulus is representative of the individual Young’s modulus. FEA also showed the hotspot where the stalk was most deformed when the corn was vibrated by wind. The six tested cultivars were divided into two phenotypic groups based on the position and number of hotspots. In this study, we proposed a non-destructive high-throughput phenotyping technique for estimating the modulus of elasticity of maize stalks and successfully visualized which parts of the stalks should be improved for specific cultivars to prevent lodging.
  Springer Science and Business Media LLC, 英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1038/s41598-023-32130-5
  DOI ID：10.1038/s41598-023-32130-5, eISSN：2045-2322, 共同研究・競争的資金等ID：39698416;39698422;27335319
• Time‐average stochastic control based on a singular local Lévy model for environmental project planning under habit formation
  Hidekazu Yoshioka; Motoh Tsujimura; Kunihiko Hamagami; Haruka Tomobe
  Mathematical Methods in the Applied Sciences, 2023年03月, ［査読有り］
  Wiley, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1002/mma.9140
  DOI ID：10.1002/mma.9140, ISSN：0170-4214, eISSN：1099-1476
• A Non-local Fokker-Planck Equation with Application to Probabilistic Evaluation of Sediment Replenishment Projects
  Hidekazu Yoshioka; Kunihiko Hamagami; Haruka Tomobe
  Methodology and Computing in Applied Probability, 巻：25, 号：1, 2023年02月, ［査読有り］
  Springer Science and Business Media LLC, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1007/s11009-023-10006-5
  DOI ID：10.1007/s11009-023-10006-5, ISSN：1387-5841, eISSN：1573-7713
• An Energy-based Overset Finite Element Method for Pseudo-static Structural Analysis
  Haruka Tomobe; Vikas Sharma; Harusato Kimura; Hitoshi Morikawa
  Journal of Scientific Computing, 巻：94, 号：3, 2023年01月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際誌］
  Abstract
  
  This paper addresses a simple energy-based overset finite element method (EbO-FEM) to solve pseudo-static deformation problems consisting of overlapped meshes based on the domain composition method (DCM). This scheme is a non-iterative equation-based method for enforcing the continuity of the displacement field. Hence, the scheme consumes possible minimal computational costs for deformation problems with non-conforming overlapping meshes. The system’s total energy is augmented with continuity constraint energy (CCE) which is a function of the gaps in the displacement field between two overlapping regions. Subsequently, two conventional integration schemes, the Gauss-point projection, and the point-to-point projection, are utilized to discretize the CCE. It is confirmed that both schemes can yield accurate and unique solutions in the overlapped region of the finite element meshes. Further, we proposed a dimensionless relative penalty parameter (DRP). We found that DRP ranging between 1 to 10 is appropriate to robustly obtain accurate solutions for a wide range of scales, stiffness, and geometries, which is supported by three numerical simulations without increasing computational costs after assembling the global matrices and vectors.
  Springer Science and Business Media LLC, 英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1007/s10915-023-02113-9
  DOI ID：10.1007/s10915-023-02113-9, ISSN：0885-7474, eISSN：1573-7691, 共同研究・競争的資金等ID：39698416
• A Complete Solution to a Long-Run Sand Augmentation Problem Under Uncertainty　　　　　　　　　　　　　　　
  Hidekazu Yoshioka; Haruka Tomobe
  Smart Innovation, Systems and Technologies, 巻：292, 開始ページ：127, 終了ページ：133, 2022年, ［査読有り］
  研究論文（国際会議プロシーディングス）
  DOI：https://doi.org/10.1007/978-981-19-0836-1_10
  Scopus：https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85134296562&origin=inward
  Scopus Citedby：https://www.scopus.com/inward/citedby.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85134296562&origin=inward
  DOI ID：10.1007/978-981-19-0836-1_10, ISSN：2190-3018, eISSN：2190-3026, SCOPUS ID：85134296562
• A Mohr-Coulomb-Vilar model for constitutive relationship in root-soil interface under changing suction　　　　　　　　　　　　　　　
  Haruka Tomobe; Kazunori Fujisawa; Akira Murakami
  Soils and Foundations, 巻：61, 号：3, 開始ページ：815, 終了ページ：835, 2021年06月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1016/j.sandf.2021.03.005
  Scopus：https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85106622637&origin=inward
  Scopus Citedby：https://www.scopus.com/inward/citedby.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85106622637&origin=inward
  DOI ID：10.1016/j.sandf.2021.03.005, ISSN：0038-0806, SCOPUS ID：85106622637
• Experiments and FE-analysis of 2-D root-soil contact problems based on node-to-segment approach　　　　　　　　　　　　　　　
  Haruka Tomobe; Kazunori Fujisawa; Akira Murakami
  Soils and Foundations, 巻：59, 号：6, 開始ページ：1860, 終了ページ：1874, 2019年12月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1016/j.sandf.2019.08.003
  Scopus：https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85075339242&origin=inward
  Scopus Citedby：https://www.scopus.com/inward/citedby.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85075339242&origin=inward
  DOI ID：10.1016/j.sandf.2019.08.003, ISSN：0038-0806, SCOPUS ID：85075339242
• サクション制御下における抜根試験および根-土接触解析　　　　　　　　　　　　　　　
  友部 遼; 藤澤 和謙; 村上 章
  農業農村工学会誌, 巻：86, 号：7, 開始ページ：603, 終了ページ：606, 2018年07月, ［筆頭著者］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.11408/jjsidre.86.7_603
  DOI ID：10.11408/jjsidre.86.7_603, 共同研究・競争的資金等ID：27335319
• 一面せん断試験によるコムギ根量が作土のせん断強度に及ぼす補強効果の評価　　　　　　　　　　　　　　　
  友部 遼; 村上 章
  作物研究, 巻：61, 号：0, 開始ページ：33, 終了ページ：39, 2016年, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  転び型倒伏を予測するためには，根と土の混在する領域（以下，「根混じり土」と呼ぶ）のせん断強度を把握することが重要である．土のせん断強度は，粘着力と内部摩擦角により表現され，これらを強度定数という．強度定数を簡易に計測できる試験に，一面せん断試験がある．根混じり土の強度定数は土の強度定数に根による補強効果を加えた値として理解されるが，作物の根混じり土の強度定数および補強効果の計測例は少ない．本研究では，作物根を含む根混じり土のせん断強度を把握することを目指し，コムギ根混じり土を対象に，異なる土壌水分と根含有量を有する試料に対して，一面せん断試験により強度定数の測定を試みた．測定では，根混じり土および土の不撹乱試料を同一圃場内より採取し，含水比を調整して供試した．結果として，地際部断片を含む試料において試験精度の低下が確認されたほかは，含水比や根乾物含有量の違いによらず，高精度で強度定数を得ることが可能であった．また，根による土の補強効果は，主に粘着力の増加として認められ，現地含水比では10~25 kPa程度の増加が確認されたが，高含水比（塑性含水比）ではほとんど認められないことが明らかとなった．
  近畿作物・育種研究会, 日本語
  DOI：https://doi.org/10.18964/jcr.61.0_33
  DOI ID：10.18964/jcr.61.0_33, ISSN：1882-885X, J-Global ID：201602279497935381, CiNii Articles ID：130006900265, CiNii Books ID：AA12344964
• 抜根試験機による根-土接触面のせん断試験およびモデル化　　　　　　　　　　　　　　　
  友部 遼; 藤澤 和謙; 村上 章
  農業農村工学会論文集, 巻：84, 号：3, 開始ページ：I_223, 終了ページ：I_232, 2016年, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  根混じり土の挙動を理解・予測することは，作物の倒伏や植物根の地盤強度への影響を理解する上で重要である．本論文では，根混じり土の力学挙動の理解・予測を目指し，新たに開発した室内抜根試験機により根-土接触面のせん断挙動特性の把握を試みた．試験は既存の摩擦試験結果との比較を目的にまず鉄-ケイ砂に対して行い，その後，引抜き材料のみをバルサに変更して強度係数の変化を調べた上で，オオムギ根-水田土に対して抜根試験を実施した．得られた強度定数により接触力学に基づくモデル化を適用した．結果として，いずれの試験においても境界面のせん断強度を測定しCoulombの破壊基準が良好に適用できた．また，接触力学に基づく定式化によりピーク強度に至るまでのせん断挙動特性を表現できた．以上より，根-土接触面せん断挙動特性の把握とその簡単なモデル化を達成した．
  公益社団法人 農業農村工学会, 日本語
  DOI：https://doi.org/10.11408/jsidre.84.I_223
  DOI ID：10.11408/jsidre.84.I_223, ISSN：1882-2789, J-Global ID：201702282548791638, CiNii Articles ID：130005165238, CiNii Books ID：AA12240517
• 京都府南部および大阪府北部の淀川河川敷における野生ダイズ(ツルマメ)の探索収集 (国内探索収集調査報告)　　　　　　　　　　　　　　　
  友部 遼
  植物遺伝資源探索導入調査報告書, 巻：29, 開始ページ：127, 終了ページ：133, 2012年, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  農業生物資源研究所, 日本語
  ISSN：0915-602X, J-Global ID：201402239353834414, CiNii Articles ID：40020034921, CiNii Books ID：AN10577351

• A method for estimating Young's modulus of maize stalks using torsional vibration mode　　　　　　　　　　　　　　　
  Haruka Tomobe; Taiken Nakashima; Yuri Harasawa; Takumi Morigaki; Yoichiro Kato
  UK Plant Biomechanics Conference 2025, 開始ページ：24, 2025年03月, ［筆頭著者, 責任著者］
  英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
  共同研究・競争的資金等ID：42659165;39698416
• A fundamental study on the application of energy- based overset nite element method to dynamic analysis
  友部 遼
  第16回日本地震工学シンポジウム論文集, 巻：-, 2023年, ［国際共著］
• plantFEM: A Numerical Platform for Multi-physical Simulation of Plants　　　　　　　　　　　　　　　
  Haruka Tomobe; Yu Tanaka; Tomoya Watanabe
  Third International Workshop on Machine Learning for Cyber-Agricultural Systems (MLCAS2021), 号：22, 2021年11月, ［筆頭著者］
  英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
  共同研究・競争的資金等ID：35670244
• Numerical Computation of Measure-Valued Solutions to a Hyperbolic Fokker-Planck Equation Subject to Nonlocal Boundary Conditions　　　　　　　　　　　　　　　
  Hidekazu Yoshioka; Kunihiko Hamagami; Haruka Tomobe
  International Conference on Applied Mathematics in Engineering (ICAME), 開始ページ：52, 終了ページ：52, 2021年09月
  英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
  共同研究・競争的資金等ID：35670244
• 根の貫入基準モデルと有限要素法による根の応力構造の解析　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 津川暁; 吉田祐樹; 出村拓; 澤進一郎
  2021年度日本建築学会年会 材料1, 巻：2021, 開始ページ：20411, 終了ページ：20411, 2021年09月
  研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）
  ISSN：1883-9363, J-Global ID：202202256887508947
• 根-土系の力学に基づく根の貫入基準式の提案　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 津川暁; 吉田祐樹; 有田哲矢; 久保稔; 出村拓; 澤進一郎
  日本植物生理学会年会(Web), 巻：62nd, 2021年
  J-Global ID：202102227365074132
• 作物調査基準に基づく有限要素メッシュ生成アルゴリズムの開発　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 渡邊智也; 田中佑
  日本作物学会講演会要旨集, 巻：251st, 2021年
  J-Global ID：202102258751732059
• Mohr-Coulomb-Vilarモデルに基づくサクション制御下抜根シミュレーション　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 藤澤和謙; 村上章
  地盤工学研究発表会発表講演集(Web), 巻：55th, 2020年
  J-Global ID：202102280619315887
• Mohr-Coulomb-Vilarモデルによる不飽和抜根試験の二次元再現計算　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 藤澤和謙; 村上章
  農業農村工学会大会講演会講演要旨集(CD-ROM), 巻：2019, 2019年
  J-Global ID：202002212783192794
• 2次元根-土接触シミュレータへの安定化NTS法の導入　　　　　　　　　　　　　　　
  友部 遼; 藤澤 和謙; 村上 章
  計算工学講演会論文集 Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science, 巻：23, 開始ページ：4p, 2018年06月
  日本計算工学会, 日本語
  ISSN：1342-145X, J-Global ID：201802231798606132, CiNii Articles ID：40021577085
• 安定化NTS法を用いた根-土接触解析　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 藤澤和謙; 村上章
  地盤工学研究発表会発表講演集(CD-ROM), 巻：53rd, 2018年
  J-Global ID：201802213013269251
• 安定化NTS法による抜根試験の再現シミュレーション　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 藤澤和謙; 村上章
  農業農村工学会大会講演会講演要旨集(CD-ROM), 巻：2018, 2018年
  J-Global ID：201902231802784545
• Shear tests and modeling of root-soil contact interface using novel pullout test　　　　　　　　　　　　　　　
  Haruka Tomobe; Kazunori Fujisawa; Akira Murakami
  The 15th International Conference of the International Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics, 2017年10月, ［筆頭著者］
  英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
  共同研究・競争的資金等ID：27335319
• 計算接触力学に基づく根-土接触シミュレーション　　　　　　　　　　　　　　　
  友部 遼; 藤澤 和謙; 村上 章
  計算工学講演会論文集 Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science, 巻：22, 開始ページ：5p, 2017年05月
  日本計算工学会, 日本語
  ISSN：1342-145X, J-Global ID：201702294948474523, CiNii Articles ID：40021224884
• 根-土接触面の強度特性の把握および数値解析　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 藤澤和謙; 村上章
  地盤工学研究発表会発表講演集(CD-ROM), 巻：52nd, 2017年
  J-Global ID：201702251868953364
• 有限変形弾塑性有限要素法による根-土接触シミュレーション　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 藤澤和謙; 村上章
  農業農村工学会京都支部研究発表会講演要旨集, 巻：74th, 2017年
  J-Global ID：201802251957433808
• 根-土接触計算コードの開発とベンチマーク計算による検証　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 藤澤和謙; 村上章
  農業農村工学会大会講演会講演要旨集(CD-ROM), 巻：2017, 2017年
  J-Global ID：201802240378650039
• 計算接触力学に基づくダイズの転び型倒伏シミュレーション　　　　　　　　　　　　　　　
  友部 遼; 藤澤 和謙; 村上 章
  日本作物学会講演会要旨集, 巻：244, 号：0, 開始ページ：28, 終了ページ：28, 2017年
  日本作物学会, 日本語
  DOI：https://doi.org/10.14829/jcsproc.244.0_28
  DOI ID：10.14829/jcsproc.244.0_28, J-Global ID：201702244581940820, CiNii Articles ID：130006076201
• 箕面森町における大規模盛土工事の施工及び管理　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼
  地盤工学会誌, 巻：64, 号：7, 2016年
  ISSN：1882-7276, J-Global ID：201602238385356637
• 計算接触力学に基づく抜根試験の再現シミュレーション　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 藤澤和謙; 村上章
  農業農村工学会京都支部研究発表会講演要旨集, 巻：73rd, 2016年
  J-Global ID：201702219157886363
• 抜根試験機による根-土接触面のせん断挙動の把握及びモデル化　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 藤澤和謙; 村上章
  農業農村工学会大会講演会講演要旨集(CD-ROM), 巻：2016, 2016年
  J-Global ID：201702257916055077
• サクション制御下における根-土境界面のせん断強度試験　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 藤澤和謙; 村上章
  農業農村工学会京都支部研究発表会講演要旨集, 巻：72nd, 2015年
  J-Global ID：201602201779570587
• 根-土境界面におけるせん断挙動に関する実験的研究　　　　　　　　　　　　　　　
  友部遼; 藤澤和謙; 村上章
  農業農村工学会大会講演会講演要旨集(CD-ROM), 巻：2015, 2015年
  J-Global ID：201602214380823869
• 若手の会企画による小集会（15） 「学生・若手研究者の進路選択をサポート ドクナビ！」開催報告　　　　　　　　　　　　　　　
  出口 哲久; 大井 崇生; 岡村 昌樹; 楠元 宏尚; 友部 遼; 廣岡 義博
  日本作物學會紀事, 巻：83, 号：2, 開始ページ：174, 終了ページ：180, 2014年
  日本作物学会, 日本語
  DOI：https://doi.org/10.1626/jcs.83.174
  DOI ID：10.1626/jcs.83.174, ISSN：0011-1848, CiNii Articles ID：130004829732, CiNii Books ID：AN00189888
• 若手の会企画による小集会（16） 「みんなでリサーチシェアリング。僕の・私の研究ライフ！」開催報告　　　　　　　　　　　　　　　
  鎌田 英一郎; 亀岡 笑; 棚田 大介; 友部 遼; 庸一 3
  日本作物學會紀事, 巻：83, 号：4, 開始ページ：382, 終了ページ：382, 2014年
  日本作物学会, 日本語
  DOI：https://doi.org/10.1626/jcs.83.382
  DOI ID：10.1626/jcs.83.382, ISSN：0011-1848, CiNii Articles ID：130004704849

• ON THE ARBITRARY PRECISION AND THE EXPLICIT TIME INTEGRATION SCHEME FOR SEMI-DISCRETIZED FINITE ELEMENT METHOD BASED USING WAVE KERNEL FUNCTION　　　　　　　　　　　　　　　
  HARUKA TOMOBE; VIKAS SHARMA; HARUSATO KIMURA; HITOSHI MORIKAWA; HIDEKAZU YOSHIOKA; JUN KURIMA; KAZUNORI FUJISAWA
  8th International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering (8ICEGE), 2024年05月, ［国際会議］
  2024年05月 - 2024年05月, 英語, 口頭発表（一般）
  共同研究・競争的資金等ID：39698416;39698417;35670244
• Non-Destructive High-Throughput Measurement of Elastic Properties of Maize using a Novel Ultra-Micro Sensor Array and Finite Element Analysis　　　　　　　　　　　　　　　
  Haruka Tomobe; Taiken Nakashima; Takumi Morigaki; Mengfan Yang; Hiroto Yamaguchi; Yoichiro Kato; Vikas Sharma; Harusato; Kimura; Hitoshi Morikawa
  ASABE-AIM2023, 2023年07月
  2023年07月 - 2023年07月, 英語, 口頭発表（一般）
  共同研究・競争的資金等ID：39698416;42659155
• Energy-based overset finite element method for 3-D deformation simulation for plants　　　　　　　　　　　　　　　
  Haruka Tomobe; Vikas Sharma; Harusato Kimura; Hitoshi Morikawa
  The 10th Plant Biomechanics Conference, 2022年08月
  2022年08月 - 2022年08月, 英語, ポスター発表
  共同研究・競争的資金等ID：39698416;35670244
• ３次元有限要素解析と常時微動観測に基づく老朽ため池のせん断波速度推定へ向けて　　　　　　　　　　　　　　　
  友部 遼
  地震・火山研究グループ研究会, 2022年06月, ［招待有り］
  日本語, 公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
  共同研究・競争的資金等ID：35670939
• Numerical simulations of photosynthesis for 3-D soybean canopy based on Farquhar model　　　　　　　　　　　　　　　
  友部 遼; 田中 佑
  日本地球惑星科学連合2022, 2022年05月
  日本語, 口頭発表（一般）
• 数理モデル論文公開後の使用コードのOSS化とその意義　　　　　　　　　　　　　　　
  友部 遼
  第6回並列Fortranに関するシンポジウム 「並列Fortranの現状と展望 ～Fortranは再活性化するのか？～」, 2021年11月, ［招待有り］
  日本語, 公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
  共同研究・競争的資金等ID：35670939

• 2022年04月
  数値解析基礎・演習, 東京工業大学
• 2022年
  基盤データサイエンス発展演習, 東京工業大学
• 2022年
  基盤データサイエンス演習, 東京工業大学
• 2021年
  測量学実習, 東京工業大学
• 2021年
  コンクリート・地盤工学実験第一, 東京工業大学
• 2021年
  コンクリート・地盤工学実験第二, 東京工業大学
• 2021年
  構造力学・水理学実験第二, 東京工業大学
• 2021年
  土木・環境工学総合演習, 東京工業大学
• 2020年
  土質力学実験, 豊田工業高等専門学校
• 2020年
  測量学実習, 豊田工業高等専門学校
• 2020年
  数理基礎, 豊田工業高等専門学校
• 2018年
  Linux入門, 京都コンピュータ学院

• 2023年07月 - 現在, American Society of Agricultural and Biological Engineers
• 2020年 - 現在, 地盤工学会
• 2017年 - 現在, 農業農村工学会
• 2015年 - 現在, 日本作物学会

• plantFEM 22.04 LTS　　　　　　　　　　　　　　　
  Haruka Tomobe
  2022年04月, ［コンピュータソフト］
  共同研究・競争的資金等ID：35670244;27335319;35670939
• plantFEM 21.10　　　　　　　　　　　　　　　
  Haruka Tomobe
  2021年10月, ［コンピュータソフト］
  共同研究・競争的資金等ID：35670244;27335319;35670939

• 3次元動的植物体-地盤連成解析手法の開発ー植物に学ぶレジリエント農業水利施設へー　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究, 若手研究, 2022年04月 - 2026年03月
  友部 遼, 東京工業大学, 研究代表者
  配分額（総額）：4550000, 配分額（直接経費）：3500000, 配分額（間接経費）：1050000
  課題番号：22K14964
  論文ID：48898746, MISC ID：50082429, 講演・口頭発表等ID：47912380, 受賞ID：44457944, メディア報道ID：42273715
• 「作物聴診器」の開発：生体微振動計測による植物頑強性診断　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会(JSPS), 科学研究費助成事業(KAKEN), 挑戦的研究(萌芽), 2023年07月 - 2025年03月
  加藤洋一郎; 中島大賢; 友部遼, 研究分担者
  課題番号：23K18019
  論文ID：48898746, MISC ID：50082429
• 蛍光画像をリアルタイムリンクした三次元サイバーダイズに基づく病虫害予測　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 挑戦的研究(萌芽), 2022年06月 - 2025年03月
  下保 敏和; 近藤 直; 長谷川 英夫; 友部 遼; 斎藤 嘉人, 新潟大学, 研究分担者
  配分額（総額）：6500000, 配分額（直接経費）：5000000, 配分額（間接経費）：1500000
  課題番号：22K19221
  講演・口頭発表等ID：42769540
• スパースな地震観測網による地盤-構造物系の地震時挙動の高精度予測手法の開発　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 2019年04月 - 2024年03月
  盛川 仁; 宮本 崇; 後藤 浩之; 飯山 かほり; 友部 遼, 東京工業大学, 研究分担者
  配分額（総額）：17030000, 配分額（直接経費）：13100000, 配分額（間接経費）：3930000
  R元年度は本研究の初年度として，当初計画通り，観測および観測記録の高精度化，高効率化に着手した。微動を用いた物理探査手法(微動探査法)ではノイズが含まれない解析区間の自動抽出手法を検討した。検討により，深層学習を用いてノイズの有無を判定する手法が有用であるとの感触を得た。また，観測規模が大きくなるにともなって観測の自由度が失われるため，観測効率が低下する傾向がある。これを解析アルゴリズムの工夫によって観測の自由度を高め，観測を効率化する手法を新たに開発し，数値計算によってその妥当性を確認した。また，観測記録で検証するために地盤構造がわかっている場所で，実際に微動観測を実施して微動記録を収集した(解析は第二年度に実施する予定)。また，地盤ー構造物系の動特性のモデルの統合のための検討にも着手した。
  観測網をスパース化しながらも地盤震動の推定精度を損なわない手法を確立することは本研究の大きな目標の一つであるが，そのための手法としてスパース推定に関するミニシンポジウムを主催した(「スパース推定の展開と土木工学 ---疎なデータからどこまで高密度な情報が再現できるか」，共催:土木学会構造工学委員会 構造工学でのAI活用に関する研究賞委員会，山梨大学 工学域スマート社会基盤創造研究ユニット，2019年10月15日，土木学会講堂，東京)。ミニシンポジウムでは会場がほぼ満員となる参加者(68人)を得て，スパース推定研究の第一人者6名による講演，パネルディスカッションを通じて活発な議論を行い，最新の研究成果に関する情報を研究者間で共有した。ここで得られた知見を第二年度以降の研究に活用するための素地とすることができた。
  課題番号：19H02400
  論文ID：48898746, 講演・口頭発表等ID：47912380, 受賞ID：44457944
• 歴史地理学と物理数値シミュレーショ ンの融合による，ため池の力学特性デ ータベースの構築　　　　　　　　　　　　　　　
  日本国土開発未来研究財団, 2020年10月 - 2022年03月
  東京工業大学 環境・社会理工学院, 研究代表者
  配分額（総額）：3650000
  競争的資金
  講演・口頭発表等ID：42659303, 受賞ID：44457944, Works(作品等)ID：39580427
• 水-土-根成長練成有限要素法による農業水利施設の植生-地盤相互作用解析　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 研究活動スタート支援, 研究活動スタート支援, 2020年09月 - 2022年03月
  友部 遼, 豊田工業高等専門学校, 研究代表者
  配分額（総額）：2860000, 配分額（直接経費）：2200000, 配分額（間接経費）：660000
  植物根は自然斜面や人工斜面において，土粒子を網のような構造で保持しており，結果として斜面の安定化に寄与している．一方で，植物根は荒れ地や農用地では硬い耕盤を破砕したり，土を膨軟にすることもある．両者は植物根の土に対する正/負の補強効果といえるが，その補強効果を見積もり，利用するためには，植物根が成長し土に貫入する過程を力学的に予測・評価する必要がある．本研究を通じて，様々な土壌水分，初期応力分布，境界条件のもとで，任意の形状の植物根について，その成長過程の2次元・3次元数値シミュレーションを行うための数理基盤を整備した．
  課題番号：20K22599
  論文ID：48898746, MISC ID：37027499, 講演・口頭発表等ID：47912380, 受賞ID：44457944, Works(作品等)ID：39580427
• 土-水境界面における土質力学と水理学の接続による内部侵食現象の解明と予測　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 2017年04月 - 2021年03月
  藤澤 和謙; 友部 遼, 京都大学, 研究分担者
  配分額（総額）：18330000, 配分額（直接経費）：14100000, 配分額（間接経費）：4230000
  土の侵食現象は，現在においても正確な予測が困難な現象であり，その予測には水理学と土質力学の両学問からの適切なアプローチが必要となる．本研究課題では，土の水の界面で生じる土粒子の初期移動と土表面のレオロジーに関する実験的研究を遂行するとともに，土中の浸透流（飽和領域及び不飽和領域）と土表面の水の流れを同時にシミュレートする方法を開発した．これにより，土表面及び土内部の水の流れを接続し，その影響を考慮しながら土表面の変形と侵食を予測できる基盤を形成した．
  課題番号：17H03889
  論文ID：41826727
• ミクロな力学特性に基づく根混じり土シミュレータの開発～倒伏から防災まで～　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費, 特別研究員奨励費, 2017年04月 - 2020年03月
  友部 遼, 京都大学, 研究代表者
  配分額（総額）：2700000, 配分額（直接経費）：2700000
  本年度の計画として掲げた、②根混じり土の屋外及び屋内載荷試験の実施および研究目的③シミュレーションと実験結果の比較によるシミュレータの改良および実問題への適用、の二点についてはおおむね達成した。室内試験としては、前年度までに開発した薄型アクリル土槽を用いて、幼植物体スケールでの倒伏試験を行う。本試験によって変位―反力関係と変形図を得るとともに、用いた根および土の力学特性を併せて計測した。新規に購入した高精度タイムラプスカメラと小型コンピュータ群を用いて、生育時の根のイメージデータの取得と、それらを用いた高品質な解析メッシュの作製に成功し、これらを用いて再現計算を実施した。解析メッシュが大規模なものとなり、従来のワークステーションでの解析が困難となったため、並列計算ライブラリであるMPIを用いた並列計算が可能なようにソフトウェアを改良し、併せて並列計算環境を整備した。その結果、11ノードからなるクラスタの構築に成功し、66コア350GB DRAMを有する中規模な計算環境上で効率よく解析を実施するに至った。シミュレーション結果は実験結果を高精度に再現し、これまで困難であった、高精度な根混じり土の変形シミュレーションを達成した。本成果を国内学会にて報告し、併せて論文として国際誌に投稿中である。また、土壌水分の変化に応じて接触面のせん断強度が変化することを数理モデル化し新たにシミュレーションに導入し、不飽和抜根試験の再現計算に成功した。本成果も国内学会での発表とともに国際誌への投稿を予定している。
  課題番号：17J02383
  論文ID：41826727, MISC ID：35703454, Works(作品等)ID：39580427

• 倒れにくいトウモロコシ 東工大、センサーで判別　　　　　　　　　　　　　　　
  日本経済新聞社, 日経産業新聞, 倒れにくいトウモロコシ 東工大、センサーで判別, 2023年05月19日, ［新聞・雑誌］
• 秋田県立大など、植物根部の浮き上がり現象の力学的仕組みを解明　　　　　　　　　　　　　　　
  マイナビニュース, Tech+, https://news.mynavi.jp/techplus/article/20230511-2677185/, 2023年05月13日, ［インターネットメディア］
  共同研究・競争的資金等ID：39698416
• 農学研 倒れにくいトウモロコシを選抜 新手法を確立　　　　　　　　　　　　　　　
  京都大学新聞, 京都大学新聞, 2023年05月, ［新聞・雑誌］
• 倒れにくいトウモロコシ、選抜しやすく 東京工業大など　　　　　　　　　　　　　　　
  本人以外, 日本経済新聞社, 日経電子版, https://www.nikkei.com/article/DGXZQOUC286EH0Y3A420C2000000/, 2023年05月01日, ［新聞・雑誌］