伊井研究室

About研究室について

生体現象を、力学とコンピュータで再現する。

伊井研究室は、主に流動・輸送現象が関連する生体現象の力学機構を、数値シミュレーションを用いて解き明かす研究をしています。
実験・臨床計測により得られた実データと数値解析を融合した、新たな研究アプローチの確立を目指しています。
キーワードは、バイオメカニクス、計算力学、脳循環、多階層現象（細胞膜・細胞骨格など）、データ同化、機械学習です。
脇村 尋 助教は、数値流体力学の高解像度数値解法や、圧縮性気液二相流を研究しています。
研究室は2024年4月に立ち上がりました。

Research研究テーマ

流動・輸送現象が関わる生体現象を数値シミュレーションで再現し、その力学的な仕組みを調べています。脳の血流、微小血管を流れる赤血球、細胞や血管壁の中の力学などを対象に、計測データと数値解析を組み合わせる方法や、新しい計算手法の開発にも取り組んでいます。

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脳の血管と脳動脈瘤の血流↗

計測された血流の速度データを数理モデルに取り込むデータ同化により、脳動脈瘤の中の血流を求める方法を研究しています。データから多様な脳動脈瘤の形を作り出し、血流を系統的に解析する研究にも取り組んでいます。「富岳」で実現するヒト脳循環デジタルツインの研究にも取り組んできました。

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微小血管を流れる赤血球と酸素↗

赤血球の変形と血液の流れを連成させた計算モデルで、微小循環の血流を調べています。湾曲した毛細血管で赤血球の流れ方と有効粘度がどう変わるかや、微小循環での酸素の輸送と代謝を解析しています。

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細胞と血管壁の中の力学↗

細胞接着の初期にインテグリンが集まっていく（凝集する）動きや、ミオシンの働きによる細胞表層の張力の変動を、数値モデルで調べています。大動脈の壁（中膜）の中を通る間質流や、脳の組織の中での物質の輸送も、数値解析で扱っています。

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生体の複雑な流れを解く計算手法↗

メッシュ制約型離散点法や、最小二乗法に基づくメッシュレス法を、動く境界を含む非圧縮性の流れなどを解く手法として開発しています。PINNを使い、時間とともに変わる速度のデータから、狭窄の後ろの脈動する血流の瞬間の流れ場を再構成する研究もしています。脇村助教は、圧縮性の気液二相流などを高い解像度で解く数値解法を研究しています。

Voices先輩の声

所属していた学生の回答をもとにまとめています。評価・クチコミは学生個人の経験に基づくもので、研究室の公式見解ではありません。

インタビューに協力いただいた学生に、内容にかかわらず謝礼（1,000円分のギフト）をお渡しすることがあります。