2023/10/31 更新

写真a

キクチ リョウタ
菊地 亮太
KIKUCHI Ryota
所属
宇宙地球環境研究所 融合研究戦略室 特任准教授
職名
特任准教授

学位 1

  1. 博士(工学) ( 2017年4月   東北大学 ) 

経歴 4

  1. 名古屋大学   宇宙地球環境研究所 融合研究戦略室   特任准教授

    2023年4月 - 現在

  2. 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構   航空技術部門   研究員

    2019年4月 - 現在

  3. DoerResearch株式会社   創業者

    2018年8月 - 現在

  4. 日本学術振興会 特別研究員(DC1)

    2014年4月 - 2017年3月

学歴 3

  1. 東北大学   工学研究科   航空宇宙工学専攻

    2012年4月 - 2017年3月

  2. 理化学研究所   計算科学研究センター

    2014年8月 - 2014年9月

  3. 東京理科大学   理学部   物理学科

    2008年4月 - 2012年3月

委員歴 5

  1. 日本機械学会   計算力学講演会「逆問題とデータ同化の最新展開」セッションオーガナイザー  

    2022年2月 - 現在   

  2. 日本航空宇宙学会   流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム「航空宇宙流体データ科学の新展開」セッションオーガナイザー  

    2022年1月 - 現在   

  3. 微細藻類由来バイオジェット燃料生産の産業化とCO₂利用効率の向上に資する研究拠点及び基盤技術の整備・開発 推進委員   熱帯気候の屋外環境下における発電所排気ガスおよびフレキシブルプラスティックフィルム型フォトバイオリアクター技術を応用した大規模微細藻類培養システムの構築および長期大規模実証に関わる研究開発 推進委員  

    2021年1月 - 現在   

  4. 国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構   微細藻類由来バイオジェット燃料生産の産業化とCO₂利用効率の向上に資する研究拠点及び基盤技術の整備・開発 推進委員  

    2021年1月 - 現在   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

  5. 日本機械学会 計算力学部門   設計と運用に活かすデータ同化研究会 幹事  

    2020年4月 - 現在   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

受賞 5

  1. 空の夢賞

    2023年9月   日本航空協会  

    JAXA航空技術部門航空安全イノベーションハブ気象影響防御技術チーム

  2. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry論文賞

    2023年3月   日本農芸化学会   AI-based forecasting of ethanol fermentation using yeast morphological data

    Itto-Nakama, Kaori, Watanabe, Shun, Kondo, Naoko, Ohnuki, Shinsuke, Kikuchi, Ryota, Nakamura, Toru, OGASAWARA, Wataru, Kasahara, Ken, OHYA, Yoshikazu

  3. 総長賞

    2017年3月   東北大学  

    菊地 亮太

  4. 優秀発表賞

    2015年7月   日本航空宇宙学会 第 47 回流体力学講演会/航空 宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム 2015  

    菊地 亮太

  5. 優秀発表賞

    2013年7月   日本航空宇宙学会 第 45 回流体力学講演会/航空 宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム 2013  

    菊地 亮太

 

論文 26

  1. アンサンブル予報を用いた確率的風予測と巡航速度誘導への適用

    松野 賀宣, 菊地 亮太

    日本航空宇宙学会誌   71 巻 ( 8 ) 頁: 221 - 227   2023年8月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本航空宇宙学会  

    航空機運航において,到着予定時刻(Estimated Time of Arrival: ETA)の予測精度は,風予測誤差に大きく影響される.本稿では,風予測誤差の影響を緩和し,ETAの予測精度を向上させるため,確率的風予測手法を提案し,巡航速度誘導則に適用する.確率的風予測では,多数の数値気象予報を行うアンサンブル予報を用いて,風を確率的に推定することで,ETAを高精度に予測する.そして,速度誘導則では,所定の許容範囲内で目標の到着時刻を満たす最適速度を決定する.本稿では,数値シミュレーションにより,確率的風予測を適用した速度誘導則の性能及び有効性を評価する.確率的風予測を適用することで,典型的な飛行管理装置に比べ,ETA予測精度が向上し,目標の到着時刻を満たすための不必要な速度変更回数を低減することができるため,航空交通管制による軌道予測性の向上や,燃料消費量の削減効果が期待される.

    DOI: 10.14822/kjsass.71.8_221

  2. Large-Eddy Simulation of Wake Vortices at Tokyo/Haneda International Airport

    Takashi Misaka, Ryoichi Yoshimura, Shigeru Obayashi, Ryota Kikuchi

    Journal of Aircraft     頁: 1 - 13   2023年4月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA)  

    A large-eddy simulation (LES) of wake vortices in ground effect is conducted under the influence of airport hangar buildings to investigate the airport-specific behavior of wake vortices. We consider a landing at Tokyo/Haneda International Airport in Japan, where a wake of hangar buildings covers a landing path and touchdown zone under particular wind conditions. We combine an LES code and the Weather Research and Forecasting numerical weather prediction model to retrieve realistic wind conditions around the airport. The behavior of wake vortices is then investigated in the retrieved wind field using the adaptive mesh capability of the LES code for capturing the tiny vortex core of the wake vortex. At the crosswind on the order of a vortex descent speed, the hangar wake reduces the crosswind near the runway, enhancing the windward vortex’s rebound. The effect is alleviated by doubling the crosswind to twice the vortex descent speed. On the other hand, the wind fluctuations caused by the hangar buildings only slightly affect the wake vortex decay.

    DOI: 10.2514/1.c037319

  3. Emulating Rainfall-Runoff-Inundation Model using Deep Neural Network with Dimensionality Reduction 査読有り

    Masahiro Momoi, Shunji Kotsuki, Ryota Kikuchi, Satoshi Watanabe, Masafumi Yamada, Shiori Abe

    Artificial Intelligence for the Earth Systems     頁: 1 - 25   2023年1月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Meteorological Society  

    Abstract

    Predicting the spatial distribution of maximum inundation depth (depth-MAP) is important for the mitigation of hydrological disasters induced by extreme precipitation. However, physics-based rainfall-runoff-inundation (RRI) models, which are used operationally to predict hydrological disasters in Japan, require massive computational resources for numerical simulations. Here, we aimed at developing a computationally inexpensive deep learning model (Rain2Depth) that emulates an RRI model. Our study focused on the Omono River (Akita Prefecture, Japan) and predicted the depth-MAP from spatial and temporal rainfall data for individual events.

    Rain2Depth was developed based on a convolutional neural network (CNN), and predicts depth-MAP from 7-day successive hourly rainfall at 13 rain gauge stations in the basin. For training the Rain2Depth, we simulated the depth-MAP by the RRI model forced by 50-ensembles of 30-year data from large-ensemble weather/climate predictions. Instead of using the input and output data directly, we extracted important features from input and output data with two dimensionality reduction techniques (principal component analysis (PCA) and the CNN approach) prior to training the network. This dimensionality reduction aimed to avoid overfitting caused by insufficient training data. The nonlinear CNN approach was superior to the linear PCA for extracting features. Finally, Rain2Depth was architected by connecting the extracted features between input and output data through a neural network.

    Rain2Depth-based predictions were more accurate than predictions from our previous model (K20), which used ensemble learning of multiple regularized regressions for a specific station. Whereas the K20 can predict maximum inundation depth only at stations, our study achieved depth-MAP prediction by training only the single model Rain2Depth.

    DOI: 10.1175/aies-d-22-0036.1

    その他リンク: https://journals.ametsoc.org/downloadpdf/journals/aies/aop/AIES-D-22-0036.1/AIES-D-22-0036.1.xml

  4. デジタルツインとデータ同化

    三坂 孝志, 菊地亮太

    日本機械学会   68 巻   頁: 17 - 18   2022年12月

  5. 流れ場統合飛行制御の耐乱気流性能のシミュレーションによる評価

    関野 秀都, 牧 緑, 菊地 亮太

    日本航空宇宙学会論文集   70 巻 ( 6 ) 頁: 197 - 207   2022年6月

     詳細を見る

▼全件表示

書籍等出版物 1

  1. データ同化流体科学 : 流動現象のデジタルツイン

    大林, 茂, 三坂, 孝志, 加藤, 博司, 菊地, 亮太, 照井, 伸彦

    共立出版  2021年1月  ( ISBN:9784320111264

     詳細を見る

    総ページ数:xv, 254p   記述言語:日本語

    CiNii Books

MISC 1

  1. 国際航空研究フォーラム(IFAR)の枠組みを活用したプログラム参加レポート

    菊地 亮太  

    日本航空宇宙学会誌64 巻 ( 10 ) 頁: 309 - 310   2016年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本航空宇宙学会  

    DOI: 10.14822/kjsass.64.10_309

科研費 1

  1. 次世代運航システムのためのデータ同化によるリアルタイム乱気流予測の研究開発

    研究課題/研究課題番号:14J07391  2014年4月 - 2017年3月

    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

    菊地 亮太

      詳細を見る

    安全かつ効率的な旅客運航を実現することを目的として,パイロットにリアルタイムな支援情報を提供する技術の開発に取り組んだ.航空旅客輸送量は,今後20年間で2009年比2.7倍に拡大すると予想されており,運航の効率化および安全化は世界的に対応すべき課題となっている.効率化および安全化の両面に影響が大きいとされている要素として,気象現象である乱気流が挙げられる.現在の気象予測では,上空で発生する乱気流を高精度に予測することは出来ないため,やむを得ず航空機は乱気流に遭遇し,その結果が事故に繋がることも報告されている.
    そこで,気象予測モデルの出力である大量のデータから,乱気流を予測するための予測モデルを新たに構築し,さらに現実の情報である航空機自体の観測値をリアルタイムに融合することで,高精度かつ高速な予測手法を提案している.本年度は,気象予測情報の不確実性を表現するためにマルチセンターグランドアンサンブルデータと上空を飛行する航空機のフライトデータを組み合わせたリアルタイム風況予測システムの開発を実施した.本手法を実際の複数の航空機のフライト事例に対して,適用し手法の有用性の検証を行った.その結果,提案手法によって上空のジェット気流の位置や強さが,既存手法に比べて優れた予測が行えることを確認した.また,本手法により,航空機がフライトする際にリアルタイムに気象情報が更新され改善することを確認した.さらに現在は,本提案手法の情報を用いて航空機の飛行経路の最適化を同時に実施し,パイロットや管制官の意思決定を支援するアルゴリズムの構築を行っている.

産業財産権 7

  1. 予測プログラム、予測方法および予測装置

     詳細を見る

    出願番号:特願2019-075906  出願日:2020年

    公開番号:特開2020-171246 

  2. マッピング方法および測定装置

    沓掛 健太朗, 菊地 亮太, 下山 幸治

     詳細を見る

    出願人:国立大学法人東北大学

    出願番号:特願2017-032950  出願日:2017年2月

    公開番号:特開2018-138873  公開日:2018年9月

    J-GLOBAL

  3. 遠隔気流計測装置、遠隔気流計測方法及びプログラム

    井之口 浜木, 大林 茂, 三坂 孝志, 菊地 亮太

     詳細を見る

    出願人:国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 国立大学法人東北大学

    出願番号:特願2015-195895  出願日:2015年10月

    公開番号:特開2017-067680  公開日:2017年4月

    J-GLOBAL

  4. 逐次制御プログラム、逐次制御方法および逐次制御装置

     詳細を見る

    公開番号:特開2019-198251 

  5. 学習プログラム、学習方法および学習装置

     詳細を見る

    公開番号:特開2019-179457 

▼全件表示

 

担当経験のある科目 (本学以外) 3

  1. 応用微生物学実験

    2021年4月 - 2022年3月 京都大学)

  2. 発酵生理及び醸造学

    2020年12月 京都大学)

  3. 物理学から見る理学の最前線

    2019年6月 東京理科大学)