Organization
School of Engineering Assistant Professor
Title
Assistant Professor
External link
WAKIMURA HIRO
Degree
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Doctor of Engineering ( 2025.3 Institute of Science Tokyo )
Research Interests
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数値流体力学
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高解像度数値解法
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圧縮性気液二相流
-
生体工学
Research Areas
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Manufacturing Technology (Mechanical Engineering, Electrical and Electronic Engineering, Chemical Engineering) / Fluid engineering
Education
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Institute of Science Tokyo
2022.4 - 2025.3
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Tokyo Institute of Technology
2020.4 - 2022.3
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Tokyo Institute of Technology
2016.4 - 2020.3
Research History
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Institute of Science Tokyo Assistant Professor
2025.4
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Japan Society for the Promotion of Science
2022.4 - 2025.3
Professional Memberships
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日本計算力学連合
2026.3
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日本流体力学会
2025.10
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日本機械学会
2022
Papers
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Yasuhiro YAMAMOTO, Kakeru UEDA, Hiro WAKIMURA, Shigeki YAMADA, Yoshiyuki WATANABE, Hiroto KAWANO, Satoshi II
Journal of Biomechanical Science and Engineering 21 ( 2 ) 26 - 00149 2026.6
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Reconstruction of instantaneous flow fields from transient velocity snapshots using physics-informed neural networks (Applications to pulsatile blood flow behind a stenosis) Reviewed
Kakeru Ueda, Hiro Wakimura, Satoshi Ii
JOURNAL OF BIOMECHANICAL SCIENCE AND ENGINEERING 2026.5
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A low-dissipation numerical method based on boundary variation diminishing principle for compressible gas–liquid two-phase flows with phase change on unstructured grid Reviewed
Hiro Wakimura, Takayuki Aoki, Feng Xiao
Physics of Fluids 2025.1
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High-resolution boundary variation diminishing scheme for two-phase compressible flow with cavitation and evaporation Reviewed
Hiro Wakimura, Tatsuin Li, Keh-Ming Shyue, Takayuki Aoki, Feng Xiao
Journal of Computational Physics 2024.9
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High-Order Low-Dissipation Shock-Resolving TENO-THINC Schemes for Hyperbolic Conservation Laws Reviewed
Shinichi Takagi, Hiro Wakimura, Lin Fu, Feng Xiao
Communications in Computational Physics 2023.11
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A new high-fidelity Total Variation Diminishing scheme based on the Boundary Variation Diminishing principle for compressible flows Reviewed
Yusuke Majima, Hiro Wakimura, Takayuki Aoki, Feng Xiao
Computers & Fluids 2023.11
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A novel high-order low-dissipation TENO-THINC scheme for hyperbolic conservation laws Reviewed
Shinichi Takagi, Lin Fu, Hiro Wakimura, Feng Xiao
Journal of Computational Physics 2022.3
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Symmetry-preserving enforcement of low-dissipation method based on boundary variation diminishing principle Reviewed
Hiro Wakimura, Shinichi Takagi, Feng Xiao
Computers & Fluids 2022.1
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BVD原理に基づくβ可変THINC法による衝撃波捕獲スキーム Reviewed
Hiro Wakimura, Xi Deng, Yoshiaki Abe, Feng Xiao
日本航空宇宙学会論文集 69 ( 3 ) 113 - 121 2021
MISC
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Yasuhiro Yamamoto, Kakeru Ueda, Hiro Wakimura, Shigeki Yamada, Yoshiyuki Watanabe, Hiroto Kawano, Satoshi Ii
2026.3
Presentations
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A Multi-Resolution Meshfree Method for Mass Transfer with Cell-Membrane Permeation in the Brain Parenchyma International conference
T. Tsuzuki, T. Matsuda, H. Wakimura, S. Ii
17th World Congress on Computational Mechanics & 10th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (WCCM&ECCOMAS2026) 2026.7
-
A Fully Eulerian Fluid–Structure Interaction Approach with the Boundary Variation Diminishing Principle International conference
H. Wakimura, K. Sugiyama, S. Ii
17th World Congress on Computational Mechanics & 10th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (WCCM&ECCOMAS2026) 2026.7
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Multiscale modeling of integrin clustering on a cellular scale International conference
Kohsuke TSUKUI, Tatsuya KAWAI, Hiromi MIYOSHI, Naoya SAKAMOTO, Hiro WAKIMURA, Satoshi II
9th International Conference on Computational and Mathematical Biomedical Engineering (CMBE2026) 2026.6
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LOW-DISSIPATION RECONSTRUCTION FOR OXYGEN TRANSPORT IN DEFORMABLE RED BLOOD CELL FLOWS International conference
Hiro Wakimura, Naoki Takeishi, Satoshi Ii
9th International Conference on Computational and Mathematical Biomedical Engineering (CMBE2026) 2026.6
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細胞膜伸展動態がインテグリン凝集分布に及ぼす影響の数値的検討
津久井 康介, 河合 竜也, 三好 洋美, 坂元 尚哉, 脇村 尋, 伊井 仁志
第38回バイオエンジニアリング講演会 2026.6
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BVD原理によるニューラルネットワーク代理モデルの開発
桑原 択弥, 脇村 尋, Huang Minsheng, 肖 鋒
第39回数値流体力学シンポジウム 2025.12
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BVD原理に基づく低散逸解法を用いた拡散界面モデルによる酸素輸送解析
脇村 尋, 武石 直樹, 伊井 仁志
第39回数値流体力学シンポジウム 2025.12
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圧縮性気液二相流モデルを用いた微細気泡ダイナミクスの数値解析
佐藤 柊太, 脇村 尋, 小方 聡, 伊井 仁志
第39回数値流体力学シンポジウム 2025.12
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Low-dissipation Schemes for Compressible Flows Using Machine Learning Based on Boundary Variation Diminishing Principle International conference
Hiro Wakimura, Minsheng Huang, Takuya Kuwabara, Lidong Cheng, Satoshi Ii, Feng Xiao
The 9th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics/The 7th Australasian Conference on Computational Mechanics (APCOM-ACCM 2025) 2025.12
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大動脈中膜のラメラユニットにおける間質流の計算流体力学モデル
喜久里 幸太郎, 津久井 康介, 脇村 尋, 伊井 仁志
日本機械学会 第36回バイオフロンティア講演会 2025.12
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Physics-informed neural networks for rapid blood flow estimation in patient-specific vascular geometries International conference
Kakeru Ueda, Hiro Wakimura, Satoshi Ii
13th Asian-Pacific Conference on Biomechanics (APBiomech 2025) 2025.11
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Local refinement technique for simulating cellular-scale mass transfer phenomena in brain tissue using mesh-constrained discrete point method International conference
Tomoharu Tsuzuki, Takeharu Matsuda, Hiro Wakimura, Satoshi Ii
The 11th JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference (JKTFEC11) 2025.10
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Low-dissipation boundary variation diminishing scheme using neural network model for two-phase gas-liquid compressible flows with phase change International conference
Hiro Wakimura, Minsheng Huang, Takuya Kuwabara, Lidong Cheng, Satoshi Ii, Feng Xiao
The 11th JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference (JKTFEC11) 2025.10
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多様な⾎管形状を表現する座標変換を取り⼊れたPINNによる⾎流解析
上田 架, 脇村 尋, 伊井 仁志
第38回計算⼒学講演会（CMD2025） 2025.9
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脳間質内の物質輸送解析に向けた局所細分化手法の開発
都筑 友春, 松田 孟大, 脇村 尋, 伊井 仁志
日本流体力学会 年会 2025 2025.9
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加速度項を考慮したPINNによる非定常流動場の推定に関する検討
上田 架, 脇村 尋, 伊井 仁志
日本流体力学会 年会 2025 2025.9
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ROUND-THINC-BVD法による低散逸な圧縮性MHDシミュレーション
脇村 尋, 潘 晨曦, 鄧 希, 伊井 仁志, 肖 鋒
日本流体力学会 年会 2025 2025.9
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相変化を考慮した圧縮性気液二相流の非構造格子における高解像度数値解法
脇村 尋, 青木 尊之, 肖 鋒
第38回数値流体力学シンポジウム 2024.12
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Discontinuity-capturing Numerical Scheme on Unstructured Grid for Single-phase and Liquid-gas Two-phase Compressible Flows with Phase Change
Hiro Wakimura, Takayuki Aoki, Feng Xiao
Twenty-first International Conference on Flow Dynamics (ICFD2024) 2024.11
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A Low-dissipation Numerical Method for Capturing Gas-liquid Interfaces in Phase Change Simulation
Hiro Wakimura, Takayuki Aoki, Feng Xiao
The 12th International Conference on Computational Fluid Dynamics (ICCFD12) 2024.7
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非構造格子における単相及び気液二相圧縮性流れの高解像度数値解法
脇村 尋, 青木 尊之, 肖 鋒
第37回数値流体力学シンポジウム 2023.12
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Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method
Hiro Wakimura, Takayuki Aoki, Feng Xiao
Twentieth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2023) 2023.11
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圧縮性気液二相流の拡散界面モデルにおける高解像度数値解法
脇村尋, 青木尊之, 肖鋒
混相流シンポジウム2023 2023.8
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Low dissipation numerical method with beta variable THINC function based on BVD principle
Hiro Wakimura, Takayuki Aoki, Feng Xiao
Numerical Methods for Hyperbolic Problems (NumHyp23) 2023.6
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TENO法とTVD法による圧縮性流れの新しい低散逸解法
高木 真一, 脇村 尋, 肖 鋒
第36回数値流体力学シンポジウム 2022.12
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Low-dissipation numerical methods for multiphase compressible cavitation flows based on BVD principle
Hiro Wakimura, Tatsuin Li, Feng Xiao
The 13th International Conference on Computational Methods (ICCM2022) 2022.7
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相変化を伴う圧縮性多相流における界面捕獲BVDスキーム
脇村尋, 李辰胤, 肖鋒
第35回数値流体力学シンポジウム 2021.12
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On the Spatial Symmetry of High-resolution Simulation for Compressible Flow
Hiro Wakimura, Shinichi Takagi, Feng Xiao
The 12th International Conference on Computational Methods (ICCM2021) 2021.7
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Shock capturing scheme using β-variable THINC scheme based on BVD principle
2020.12
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TENO法とTHINC法による新しい高解像度衝撃波捕獲解法
高木真一, 脇村尋, Fu Lin, 肖鋒
第34回数値流体力学シンポジウム 2020.12
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BVD原理に基づくTVD勾配リミタに関する新しい計算手法
真島祐介, 脇村尋, 肖鋒
第34回数値流体力学シンポジウム 2020.12
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Boundary Variation Diminishing scheme using β-variable THINC scheme for compressible multiphase flow
Hiro Wakimura, Yoshiaki Abe, Takanori Haga, Feng Xiao
15th World Congress on Computational Mechanics & 8th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics (WCCM-APCOM 2022)
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A New TVD Scheme Based on BVD Principle
Yusuke Majima, Hiro Wakimura, Feng Xiao
15th World Congress on Computational Mechanics & 8th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics (WCCM-APCOM 2022)
Awards
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若手優秀講演表彰
2024.12 第38回数値流体力学シンポジウム
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Young Researcher Award
2024.11 国際会議ICFD2024
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Student Support
2024.7 国際会議ICCFD12
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日本機械学会三浦賞
2022.3
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機械コース修士論文優秀プレゼンテーション賞
2022.3 東京工業大学
Research Projects
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Development of a transport phenomenology for blood flow, cellular transport, and mass transfer in the cerebral microcirculation
Grant number：26K00867 2026.4 - 2030.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Authorship：Coinvestigator(s)
Grant amount：\24830000 （ Direct Cost: \19100000 、 Indirect Cost：\5730000 ）
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低散逸拡散界面モデルによる酸素輸送代謝解析の高精度化
2025.12 - 2026.3
東京科学大学 工学院助教インセンティブ研究経費 工学院助教インセンティブ研究経費
Authorship：Principal investigator
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超音波とバブルによるBBB開放の高精度数値解析
Grant number：JPMJAX25LJ 2025.10 - 2028.3
科学技術振興機構（JST） 戦略的創造研究推進事業 ACT-X 生命と情報
Authorship：Principal investigator
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ナノバブル挙動の長時間解析に向けた連続体数理モデルおよび高精度数値解法の開発
Grant number：25K23437 2025.7 - 2027.3
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
脇村 尋
Grant amount：\2730000 （ Direct Cost: \2100000 、 Indirect Cost：\630000 ）
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Challenge to development of mathematical and computational frameworks that break through spatiotemporal scale barrier of physical models
Grant number：25K22796 2025.6 - 2028.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Grant amount：\6500000 （ Direct Cost: \5000000 、 Indirect Cost：\1500000 ）
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相変化を含む圧縮性自由界面多相流における高性能数値解法の開発
Grant number：22KJ1331 2022.4 - 2025.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費DC1
脇村 尋
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\2500000 （ Direct Cost: \2500000 ）
令和5年度の主な研究成果は次の3点である．
[1] 表面張力の再現によく用いられるCSFモデルは，その計算方法によっては界面で数値振動誤差を発生させることが知られている．本研究では拡散界面モデルにおいて数値振動誤差を回避する手法として，界面曲率の値を界面拡散領域において一定値に近づくようにフィルタリングを行う計算法を実装した．BVD法の計算にこのフィルタリング操作を加えることで，気液界面を低散逸かつ非振動で捉えることができた．
[2] これまで取り組んでいたBVD原理に基づく高解像度数値解法の開発を非構造格子に展開し，既存解法の性能を上回る新規解法を開発した．代表的な既存解法であるMLP法と，2次曲面を持つシグモイド型関数により補間を行うTHINC/QQ法を非構造格子上における許容補間関数とし，これらをBVD原理に基づき組み合わせた．開発したハイブリッド型手法は，滑らかな解でMLP法，不連続解でTHINC/QQ法を選択し，不連続解における数値散逸誤差の抑制に成功した．この成果により，複雑形状の計算領域を持つ問題に対しても高解像度の数値解析が可能となり，計算手法の実用性を向上させた．
[3] 非構造格子におけるBVD法を圧縮性気液二相流に適用し，衝撃波と気液界面をともに高解像度で計算できることを示した．圧縮性気液二相流における非保存型の方程式モデルを扱う際，非構造格子では直接的に非保存項の値を評価する必要が生じる．本研究では，非保存項の体積分を近似的にセル境界上の面積分に置き換え，リーマンソルバーを用いて非保存項を評価することで安定な計算を実現した．