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松田 孟大大学院工学研究科 機械工学専攻助教
研究活動情報
■ 受賞- 2026年03月 東京科学大学 工学院 機械系 機械コース, 博士後期課程 副代表日本国その他の賞
- 2023年03月 東京都立大学 システムデザイン研究科 機械システム工学域, 最優秀講演賞, 修士論文
- Particle-based methods are a practical tool in computational fluid dynamics, and novel types of methods have been proposed. However, widely developed Lagrangian-type formulations suffer from the nonuniform distribution of particles, which is enhanced over time and result in problems in computational efficiency and parallel computations. To mitigate these problems, a mesh-constrained discrete point (MCD) method was developed for stationary boundary problems (Matsuda et al., 2022). Although the MCD method is a meshless method that uses moving least-squares approximation, the arrangement of particles (or discrete points (DPs)) is specialized so that their positions are constrained in background meshes to obtain a closely uniform distribution. This achieves a reasonable approximation for spatial derivatives with compact stencils without encountering any ill-posed condition and leads to good performance in terms of computational efficiency. In this study, a novel meshless method based on the MCD method for incompressible flows with moving boundaries is proposed. To ensure the mesh constraint of each DP in moving boundary problems, a novel updating algorithm for the DP arrangement is developed so that the position of DPs is not only rearranged but the DPs are also reassigned the role of being on the boundary or not. The proposed method achieved reasonable results in numerical experiments for well-known moving boundary problems.2025年07月, Journal of Computational Physics, 532, 英語, 国際誌, 国際共著していない[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Meshless methods inherently do not require mesh topologies and are practically used for solving partial differential equations in continuum mechanics. However, these methods generally tend to have a higher computational load than conventional mesh-based methods because calculation stencils for spatial discretization become large. In this study, a novel approach for the use of compact stencils in meshless methods is proposed, called the mesh-constrained discrete point (MCD) approach. The MCD approach introduces a Cartesian mesh system to the background of a domain. And the approach rigorously constrains the distribution of discrete points (DPs) in each mesh by solving a dynamic problem with nonlinear constraints. This can avoid the heterogeneity of the DP distribution at the mesh-size level and impose compact stencils with a fixed degree of freedom for derivative evaluations. A fundamental formulation for arrangements of DPs and an application to unsteady Stokes flows are presented in this paper. Numerical tests were performed for the distribution of DPs and flow problems in co-axial and eccentric circular channels. The proposed MCD approach achieved a reasonable distribution of DPs independently of the spatial resolution with a few iterations in pre-processing. Additionally, solutions using the obtained DP distributions in Stokes flow problems were in good agreement with theoretical and reference solutions. The results also confirmed that the numerical accuracies of velocity and pressure achieved the expected convergence order, even when compact stencils were used.Japan Society of Mechanical Engineers, 2022年10月, Mechanical Engineering Journal, 9(5) (5), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Incompressible flow solvers based on strong-form meshfree methods represent arbitrary geometries without the need for a global mesh system. However, their local evaluations make it difficult to satisfy incompressibility at the discrete level. Moreover, the collocated arrangement of velocity and pressure variables tends to induce a zero-energy mode, leading to decoupling between the two variables. In projection-based approaches, a spatial discretization scheme based on a conventional node-based moving least-squares method for the pressure causes inconsistency between the discrete operators on both sides of the Poisson equation. Thus, a solenoidal velocity field cannot be ensured numerically. In this study, a numerical method for the incompressible Navier-Stokes equations is developed by introducing a local primal-dual grid into the mesh-constrained discrete point method, enabling consistent discrete operators. The constructed virtual dual cell is defined solely from the local connectivity among nodes, and thus the method retains its meshfree nature. To achieve a consistent coupling between velocity and pressure variables under the primal-dual arrangement, time evolution converting is applied to evolve the velocity on cell interfaces. For numerical validation, a linear acoustic equation is solved to confirm the effectiveness of the staggered-variable arrangement based on the local primal-dual grid. Then, incompressible Navier-Stokes equations are solved, and the proposed method is demonstrated to ensure a local divergence-free velocity field up to an arbitrarily small discrete error, achieve the expected spatial convergence order, and accurately reproduce flow features over a wide range of Reynolds numbers.arXiv, 2025年12月, arXiv, 英語機関テクニカルレポート，技術報告書，プレプリント等
- 2022年04月, ながれ, 41(2) (2), 65 - 68, 日本語大規模並列計算に向けたメッシュレス手法の開発：基礎定式化と二重円筒間 Couette 流れへの適用（［特集］注目研究 in CFD35）[招待有り]
- 2022年, 数値流体力学シンポジウム講演論文集(CD-ROM), 36thメッシュ制約型離散点法を用いた二次元移動境界流れの数値解法
- Meshfree particle methods are known as a powerful tool for complex numerical continuum analyses, including migration or large deformation of boundaries. However, the methods commonly tend to need higher computational costs for stable stencil calculation than mesh-based methods because the computational points, called particles, are heterogeneously distributed in a domain. To overcome this issue, we developed the mesh-constrained discrete point (MCD) approach. The MCD method can perform the stencil calculation efficiently because of constraining the arrangement of discrete points (DPs) using simple background mesh systems such as the Cartesian grids. In this study, we further develop the MCD method to address moving boundary problems. In the developed formulation, the arrangements of DP positions and related calculation masks are updated every time that follows the moving boundary. The validity of the proposed method is investigated in a simple numerical example for a moving body in two-circular channels. The calculation masks for the DPs are adequately updated even when the moving boundary crosses the background mesh.一般社団法人 日本機械学会, 2022年, 計算力学講演会講演論文集, 2022.35, 6-10, 日本語
- 2021年, 数値流体力学シンポジウム講演論文集(CD-ROM), 35th大規模並列計算に向けたメッシュレス手法の開発:基礎定式化と任意境界形状への適用
- 実践教育訓練学会, 2019年12月, 実践教育ジャーナル, 34(4) (4), 42 - 45, 日本語, 国内誌, 国際共著していない実践教育報告 電気自動車のエネルギ効率を力学的な面から考える記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
- 17th World Congress on Computational Mechanics and 10th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (WCCM-ECCOMAS MUNICH2026), 2026年07月, 英語, International Association for Computational Mechanics (IACM) and Europian Community on Computational Methods in Applied Sciences, ICM International Congress Center Messe München, Munich, ドイツ連邦共和国, Presentation ID:, 国際会議, 国際共著していないA multi-resolution meshfree method for mass transfer with cell-membrane permeation in the brain parenchyma口頭発表（一般）
- 17th World Congress on Computational Mechanics and 10th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (WCCM-ECCOMAS MUNICH2026), 2026年07月, 英語, International Association for Computational Mechanics (IACM) and Europian Community on Computational Methods in Applied Sciences, ICM International Congress Center Messe München, Munich, ドイツ連邦共和国, Presentation ID: 4406, 国際会議A projection-based least-squares meshfree method with a staggered-variable arrangement for incompressible Navier–Stokes equations口頭発表（一般）
- 関東学生会 第65回学生員卒業研究発表講演会, 2026年03月, 日本機械学会, 日本大学駿河台キャンパス, 日本国, Presentation ID: 213, 国内会議, 国際共著していないヘリカルマイクロ流路における慣性流動の数値解析：ヘリカル座標系を用いた保存形定式化口頭発表（一般）
- The 9th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics/The 7th Australasian Conference on Computational Mechanics (APCOM-ACCM 2025), 2025年12月, 英語, The Asian Pacific Association for Computational Mechanics (APACM) and the Australian Association for Computational Mechanics (AACM), Brisbane, Australia, オーストラリア連邦, Presentation ID: Presentation was canceled due to illness (abstract published only)., 国際会議, 国際共著していないA novel meshless formulation using a staggered variable arrangement and mesh-constrained approach for the incompressible Navier–Stokes equations (abstract only)[招待有り]口頭発表（一般）
- The Eleventh JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference (J-K TFEC11), 2025年10月, 英語, The Japan Society of Mechanical Engineers (JSME), The Korean Society of Mechanical Engineers (KSME), Okinawa Convention Center, Okinawa, 日本国, Presentation ID: 1319, 国際会議Local refinement technique for simulating cellular-scale mass transfer phenomena in brain tissue using mesh-constrained discrete point method口頭発表（一般）
- 第12回「富岳」を中核とするHPCIシステム利用研究課題 成果報告会, 2025年10月, 日本語, 一般財団法人高度情報科学技術研究機構(RIST), 東京, 日本国, 課題代表者：野田 茂穂, 国内会議螺旋状マイクロ流路内の血液とCTCの力学メカニズム解明：近接粒子間の相互作用の安定評価に向けた移動境界流れ解法の新規開発（hp240080）ポスター発表
- 日本機械学会第38回計算力学講演会（CMD2025）, 2025年09月, 日本語, 日本機械学会, 信州大学, 長野県長野市, 日本国, Presentation ID: OS9-8, 国内会議, 国際共著していないスタガード変数配置に基づくメッシュ制約型離散点法の開発：非圧縮性流体への適用口頭発表（一般）
- 日本流体力学会 年会2025, 2025年09月, 日本語, 日本流体力学会, 大阪公立大学 中百舌鳥キャンパス, 大阪府堺市, 日本国, Presentation ID: 1-68, 国内会議, 国際共著していない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口頭発表（一般）
- 関東学生会 第64回学生員卒業研究発表講演会, 2025年03月, 日本語, 日本機械学会, 埼玉大学, 日本国, Presentation ID: 924, 国内会議, 国際共著していないメッシュ制約型離散点法における多重解像度を用いた定式化の検討口頭発表（一般）
- 第38回数値流体力学シンポジウム, 2024年12月, 日本語, 日本流体力学会, 東京大学生産技術研究所, 日本国, Presentation ID: OS2-2-1-05, 国内会議, 国際共著していないメッシュ制約型離散点法の双曲型偏微分方程式への適用口頭発表（一般）
- 第37回計算力学講演会, 2024年10月, 日本語, 日本機械学会, 宮城県仙台市, トークネットホール仙台（仙台市民会館）, 日本国, Presentation ID: OS-0505 粒子ベースの数値計算手法であるメッシュ制約型離散点法は，解析空間に導入された背景格子の各セルから離散点が逸脱しない制約下で任意形状を表現することで，移動界面を高精度に扱いつつ，高い演算性能を実現する．しかしながら，これまでの定式化では速度と圧力にコロケート変数配置を適用しているため，特定の解析条件においてチェッカーボード状の数値振動が圧力場に生じることが確認されている．本研究では，圧力に生じる数値振動を緩和・抑制するため，速度と圧力にスタガード変数配置を適用したメッシュ制約型離散点法を検討する．スタガード変数配置を用いたメッシュ制約型離散点法の検討口頭発表（一般）
- 日本流体力学会 年会2024, 2024年09月, 日本語, 日本流体力学会, 宮城県仙台市, フォレスト仙台（宮城県教育会館）, 日本国, Presentation ID: 3M905-08-04, 国内会議PINNsによる脳動脈瘤内流れの迅速定量化：三次元キャビティ流れ対象とした妥当性検証口頭発表（一般）
- 日本流体力学会 年会2024, 2024年09月, 日本語, 日本流体力学会, 宮城県仙台市, フォレスト仙台（宮城県教育会館）, 日本国, Presentation ID: 3M905-08-01, 国内会議慣性マイクロ流体装置中の細胞輸送の数値予測に向けたメッシュ制約型離散点法に基づく流体―剛体連成解法口頭発表（一般）
- The 16th World Congress on Computational Mechanics and 4th Pan American Congress on Computational Mechanics (WCCM-PANACM VANCOUVER 2024), 2024年07月, 英語, Vancouver Convection Centre, Vancouver, British Columbia, カナダ, Presentation ID: W242174, 国際会議Large-scale fluid simulations of suspension of deformable capsules in toroidal tube口頭発表（一般）
- The 16th World Congress on Computational Mechanics and 4th Pan American Congress on Computational Mechanics (WCCM-PANACM VANCOUVER 2024), 2024年07月, 英語, Vancouver Convection Centre, Vancouver, British Columbia, カナダ, Presentation ID: W241138, 国際会議Development of a mesh-constrained discrete point method for moving boundary flow problems口頭発表（一般）
- 第34回バイオフロンティア講演会, 2023年12月, 日本語, 日本機械学会, 山口県宇部市, 日本国, Presentation ID: 1C02, 国内会議微小流路内の血流解析に向けた移動境界流れの数値解法の開発：流体―剛体連成問題への適用口頭発表（一般）
- 第37回数値流体力学シンポジウム, 2023年12月, 日本語, 日本流体力学会, 愛知県名古屋市, 日本国, Presentation ID: 1304-08-04, 国内会議多数粒子を含む懸濁液流れの数値解析に向けたメッシュ制約型離散点法の検証口頭発表（一般）
- 第36回計算力学講演会, 2023年10月, 日本語, 日本機械学会, 愛知県豊橋市, 日本国, Presentation ID: OS-0508, 国内会議メッシュ制約型離散点法に基づく移動境界流れの数値解析口頭発表（一般）
- The 14th International Conference of Computational Methods (ICCM2023), 2023年08月, 英語, Ho Chi Minh City, ベトナム社会主義共和国, Presentation ID: 5106, 国際会議Development of a novel numerical scheme for largely-moving boundary flow problems based on the mesh-constrained discrete point approach口頭発表（一般）
- 第36回数値流体力学シンポジウム, 2022年12月, 日本語, 日本流体力学会, オンライン, 日本国, Presentation ID: E07-4, 国内会議メッシュ制約型離散点法を用いた二次元移動境界流れの数値解法口頭発表（一般）
- 第35回計算力学講演会, 2022年11月, 日本語, 日本機械学会, オンライン, 日本国, Presentation ID: 6-10, 国内会議メッシュ制約型離散点法を用いた移動境界流れの数値解法の検討口頭発表（一般）
- 15th World Congress on Computational Mechanics & 8th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics (WCCM-APCOM YOKOHAMA 2022), 2022年08月, 英語, International Association for Computational Mechanics (IACM), The Japan Society for Computational Engineering and Science (JSCES), Online, 日本国, Presentation ID: 1526, 国際会議Development of a Numerical Scheme in Computational Fluid Dynamics Based on a Mesh-Constrained Discrete Points Formulation口頭発表（一般）
- The 9th World Congress of Biomechanics (WCB2022), 英語, Taipei (online), 台湾, Presentation ID: P-0202, 国際会議Mechanical modeling of cell adhesion between cell membrane and substrate with arbitrary shapesポスター発表
- 第34回バイオエンジニアリング講演会, 2022年06月, 日本語, 日本機械学会, 福岡, 日本国, Presentation ID: 2P1-06, 国内会議マルチスケール細胞接着モデルによるインテグリン凝集動態の検討ポスター発表
- 関東学生会第61回学生員卒業研究発表講演会, 2022年03月, 日本語, 日本機械学会, オンライン, 日本国, Presentation ID: 111細胞膜と基質表面のメゾ相互作用を考慮したマルチスケール細胞接着モデルの基礎検討口頭発表（一般）
- 第32回バイオフロンティア講演会, 2022年01月, 日本語, 日本機械学会, オンライン, 日本国, Presentation ID: 1A21細胞膜と基質表面の相互作用を考慮した細胞接着の力学モデリング口頭発表（一般）
- 第35回数値流体力学シンポジウム, 2021年12月, 日本語, 日本流体力学会, オンライン, 日本国, Presentation ID: C06-5, 国内会議大規模並列計算に向けたメッシュレス手法の開発：基礎定式化と任意境界形状への適用口頭発表（一般）
- 2019実践教育研究発表会 東京大会, 2019年08月, 日本語, 東京, 日本国, Presentation ID: F-14, 国内会議, 国際共著していない電気自動車のエネルギ効率を力学的な面から考える口頭発表（一般）
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 特別研究員奨励費, 神戸大学, 2026年04月 - 2029年03月, 研究代表者血球スケールの数値流体計算に基づくヒト腎糸球体の血液濾過機構の解明糖尿病性腎症は，透析を要する慢性腎不全の主要因であり，発症メカニズム解明が求められている．近年，糖尿病性腎症の発症に先立って赤血球変形能（RBCD）が低下し，血流特性が変化することが報告されている．一方，腎臓において血液ろ過を担う糸球体に対し，血流特性の変化が与える力学的影響は明らかではない． 本研究では，血液濾過を担う糸球体に着目し，複雑な血管構造，壁の透過性，血漿流動，赤血球の移動・変形を考慮した予測モデルを構築する．これにより血球スケールの流れ動態から糸球体の血液ろ過機能を明らかにし，RBCD低下が糸球体に及ぼす力学的影響を評価することで，早期診断や治療方針に資する力学的指標選定を目指す．競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 特別研究員奨励費, 東京都立大学, 2024年04月 - 2026年03月, 研究代表者新規数値解法を基軸とした慣性マイクロ流体装置中の血中循環腫瘍細胞の動態予測技術慣性マイクロ流体装置は流路形状によって血流を制御し，血中循環腫瘍細胞（CTC）を分離，抽出できる．これにより，転移がんの早期発見や予後診断の高精度化，高効率化が期待される．一方，血液の懸濁液としての振舞いには不明な点が多く，系統的な装置設計指針は未確立である． 血中細胞を陽に考慮した血流は，細胞―流体間および多数の細胞同士の相互作用を伴う複雑な移動境界流れであり，その動態解明には安定，高精度，高効率な数値解法の開発が不可欠である． 本研究では，血流解析のための新たな数値解法を開発し，高性能計算機を用いた数十億点規模の大規模並列計算を実施することで，マイクロ流路内の血流とCTC輸送の動態を解明する．競争的資金
- 東京都立大学, 東京都立大学「双対型」人材育成（FS-SPRING）プロジェクト, 東京都立大学, 2023年04月 - 2024年03月, 研究代表者
- 東京都立大学, 学内競争的資金, 東京都立大学, 2023年08月 - 2023年08月, 研究代表者, 国際共著していない令和5年度大学院生国際学術会議派遣支援制度競争的資金