大塚啓介 (Keisuke OTSUKA) - マイポータル - researchmap

基本情報

所属: 東北大学大学院工学研究科航空宇宙工学専攻宇宙システム講座宇宙構造物工学分野准教授

学位: 博士（工学）(2020年3月東北大学)

研究者番号: 20881189
ORCID iD: https://orcid.org/0000-0003-2683-5332
J-GLOBAL ID: 202001015657311590
researchmap会員ID: R000001835

外部リンク: http://web.tohoku.ac.jp/makihara/www-j/index-j.htm

次世代航空宇宙システムに代表される大変形構造のシミュレーション方法の開発を行っています．特に，大変形有限要素法の１種である絶対節点座標法Absolute Nodal Coordinate Formulation (ANCF)を中心としたマルチボディシミュレーション，流体構造連成シミュレーションに取り組んでいます．ANCFの詳細はこちらのオープンアクセス文献をご覧ください．

https://doi.org/10.1115/1.4054113

研究分野

1

フロンティア（航空・船舶） / 航空宇宙工学 /

研究キーワード

11

経歴

6

2023年4月 - 現在

東北大学, 航空宇宙工学専攻, 准教授
2024年1月 - 2024年11月

The University of Iowa (US), Visiting Scholar
2020年4月 - 2023年3月

東北大学, 航空宇宙工学専攻, 助教
2019年6月 - 2019年9月

Imperial College London (UK), Visiting Research Student
2017年4月 - 2019年3月

日本学術振興会, 特別研究員DC2
2014年8月 - 2015年6月

KTH Royal Institute of Technology (Sweden), Exchange Student

学歴

3

2016年4月 - 2020年3月

東北大学, 大学院工学研究科, 航空宇宙工学専攻博士課程
2014年4月 - 2016年3月

東北大学, 大学院工学研究科, 航空宇宙工学専攻修士課程
2010年4月 - 2014年3月

東北大学, 工学部, 機械知能・航空工学科

受賞

15

2023年11月

Best Presentation Award for Young Researchers, "Simulation Framework for Wake-Induced Aeroelastic Phenomena", 20th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2023)

Keisuke Otsuka, Yoshiaki Abe, Tomoki Yamazaki, Takanori Haga
2023年5月

インテリジェント・コスモス奨励賞, 「超柔軟浮体式洋上風車の実現に向けた歪モデリング法の構築」, 公益財団法人インテリジェント・コスモス学術振興財団

大塚啓介
2023年3月

交通・物流部門大会部門大会賞, 「航空機・車両・鉄道・エレベータに対する統一的な柔軟マルチボディ解析法の構築」, 日本機械学会

大塚啓介, DONG Shuonan, 葛野諒, 槙原幹十朗
2022年11月

Best Poster Presentation Award, "Geometrically Nonlinear Beam Model for Slender Multibody Wings", The 22ned International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2022)

Keisuke Otsuka, Yinan Wang, Chi Wing Cheng, Shuonan Dong, Rafael Palacios, Hiroki Nagai, Kanjuro Makihara
2022年11月

研究開発奨励賞, 「超柔軟浮体式洋上風車の実現に向けた流体構造連成解析法の構築」, エヌエフ基金

大塚啓介
2022年4月

日本機械学会奨励賞（研究）, 「展開翼航空機のマルチフィデリティ解析法の構築と実験実証の研究」, 日本機械学会

大塚啓介
2021年12月

青葉工学研究奨励賞, 「次世代航空機の高効率な一連解析を実現する非線形移動型モデリング」, 青葉工学振興会

大塚啓介
2021年2月

井上研究奨励賞, 「展開翼航空機の柔軟マルチボディ解析に関する研究」, 井上科学振興財団

大塚啓介
2020年12月

Best Presentation Award for Young Researchers, "Flexible Wing Fluid-Structure Interaction Model Coupling Unsteady Vortex Lattice Method and Absolute Nodal Coordinate Formulation", 17th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2020)

Keisuke Otsuka, Shuonan Dong, Yinan Wang, Koji Fujita, Hiroki Nagai, Kanjuro Makihara
2019年8月

オーディエンス表彰, 「展開型モーフィング翼の柔軟マルチボディシミュレーション」, 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2018

大塚啓介
2018年8月

若手奨励賞, 「全体座標表現に基づく柔軟展開翼の３次元マルチボディ解析法の開発」, 日本航空宇宙学会第60回構造強度に関する講演会

大塚啓介
2016年10月

Best Presentation Award for Students Session, "Deployment Simulation of Morphing Wing", 13th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016)

Keisuke Otsuka
2016年3月

独創研究学生賞, 「非定常空気力を受けるモーフィング翼のMBDシミュレーション」, 日本機械学会東北支部第51期総会・講演会

大塚啓介
2014年7月

グローバル萩海外留学奨励賞, 「スウェーデン王立工科大学KTH交換留学」, 東北大学

大塚啓介
2014年2月

学生賞, 日本航空宇宙学会

大塚啓介

書籍等出版物

1

現象の本質を捉えるための賢い解析モデルの選択～フィデリティとは何か？～

大塚啓介

日本機械学会 2022年6月

主要な論文

44

2

Nonlinear Dynamic Analysis Framework for Slender Structures Using the Modal Rotation Method

Shizuno, Y, Dong, S, Kuzuno, R, Okada, T, Kawashima, S, Makihara, K, Otsuka, K

ASME Journal of Computational and Nonlinear Dynamics 20(2) 021002 2025年3月査読有り最終著者責任著者
Numerical Study Using Nonlinear Finite-Element Methods Based on Green–Lagrange Strain for Dynamics and Statics of Nonequatorial Space Elevator

Kuzuno, R, Dong, S, Takahasi, Y, Okada, T, Shizuno, Y, Otsuka, K, Makihara, K

Journal of Evolving Space Activities (in press) 2025年1月査読有り
Moving Morphable Components Using Strain-Based Beam Geometry Description for Topology Optimization

Otsuka, K, Yamashita, H, Sugiyama, H, Dong, S, Kuzuno, R, Makihara, K

AIAA Journal 62(12) 4846-4854 2024年12月査読有り筆頭著者責任著者
2

Piezoelectric Flutter Energy Harvesting: Absolute Nodal Coordinate Formulation Model and Wind Tunnel Experiment

Mukogawa T., Shimura, K., Dong, S., Fujita, K., Nagai, H., Kameyama, M., Shi, Y., Jia, Y., Soutis, C., Kurita, H. …

Mechanics Research Communications 143 104351 2024年11月査読有り最終著者責任著者
14

High-Fidelity Flexible Multibody Model Considering Torsional Deformation for Nonequatorial Space Elevator

Kuzuno, R, Dong, S, Takahashi, Y, Okada, T, Xue, C, Otsuka, K, Makihara, K

Acta Astronautica 220 504-515 2024年7月査読有り
11

State Observer of Multibody Systems Formulated Using Differential Algebraic Equations

Okada, T, Dong, S, Kuzuno, R, Takahashi, Y, Shizuno, Y, Hara, Y, Otsuka, K, Makihara, K

Multibody System Dynamics 61(2) 2024年6月査読有り
9

A Novel and Efficient Hamiltonian Dynamic Analysis Approach for Constraint Force Determination in Flexible Multibody Systems

Dong, S, Kuzuno, R, Otsuka, K, Makihara, K

Journal of Sound and Vibration 588 118517 2024年5月査読有り
Multibody Constraints in the Geometrically-Nonlinear Intrinsic Formulation

Wang, Y, Otsuka, K

ASME Journal of Computational and Nonlinear Dynamics 18(12) 121007 2023年12月査読有り
Moving Morphable Multi Components Introducing Intent of Designer in Topology Optimization

Otsuka, K, Dong, S, Kuzuno, R, Sugiyama, H, Makihara, K

AIAA Journal 61(4) 1720-1734 2023年4月査読有り筆頭著者責任著者
Hamiltonian Formulation with Reduced Variables for Flexible Multibody Systems Under Linear Constraints: Theory and Experiment

Dong, S, Otsuka, K, Makihara, K

Journal of Sound and Vibration 547 117535 2023年3月査読有り
40

Joint Parameters for Strain-Based Geometrically Nonlinear Beam Formulation: Multibody Analysis and Experiment

Otsuka, K, Dong, S, Fujita, K, Nagai, H, Makihara, K

Journal of Sound and Vibration 538(117241) 2022年11月査読有り筆頭著者責任著者
121

Consistent Strain-Based Multifidelity Modeling for Geometrically Nonlinear Beam Structures

Otsuka, K, Wang, Y, Fujita, K, Nagai, H, Makihara, K

ASME Journal of Computational and Nonlinear Dynamics 17(11) 111003 2022年11月査読有り筆頭著者責任著者
Strain-Based Geometrically Nonlinear Beam Formulation for Rigid-Flexible Multibody Dynamic Analysis

Otsuka, K, Wang, Y, Palacios, R, Makihara, K

AIAA Journal 60(8) 49-4968 2022年8月査読有り筆頭著者責任著者
366

Recent Advances in the Absolute Nodal Coordinate Formulation: Literature Review from 2012 to 2020

Otsuka, K, Makihara, K, Sugiyama, H

ASME Journal of Computational and Nonlinear Dynamics 17(8) 080803 2022年8月査読有り筆頭著者責任著者
52

Dynamics and Energy Analysis of Nonequatorial Space Elevator Using Three-Dimensional Nonlinear Finite Element Method Extended to Noninertial Coordinate System

Kuzuno, R, Dong, S, Okada, T, Otsuka, K, Makihara, K

IEEE Access 10 43964-43980 2022年5月査読有り
Aeroelastic Simulation of High-Aspect Ratio Wings with Intermittent Leading-Edge Separation

Wang, Y., Zhao, X., Palacios, R., Otsuka, K.

AIAA Journal 60(3) 1769-1782 2022年3月査読有り
Nonlinear Aeroelastic Analysis of High-Aspect-Ratio Wings with a Low-Order Propeller Model

Otsuka, K., Del Carre, A., Palacios, R.

AIAA Journal of Aircraft 59(2) 293-306 2022年3月査読有り筆頭著者責任著者
Three-Dimensional Aeroelastic Model for Successive Analyses of High-Aspect-Ratio Wings

Otsuka, K., Wang, Y., Makihara, K.

ASME Journal of Vibration and Acoustics 143(6) 061006 2021年12月査読有り筆頭著者責任著者
Absolute Nodal Coordinate Formulation with Vector-Strain Transformation for High Aspect Ratio Wings

Otsuka, K., Wang, Y., Makihara, K.

ASME Journal of Computational and Nonlinear Dynamics 16(1) 011007 2021年2月査読有り筆頭著者責任著者
Versatile Absolute Nodal Coordinate Formulation Model for Dynamic Folding Wing Deployment and Flutter Analyses

Otsuka, K., Wang, Y., Makihara, K.

ASME Journal of Vibration and Acoustics 141(1) 011014 2019年2月1日査読有り筆頭著者責任著者
Multifidelity Modeling of Deployable Wings: Multibody Dynamic Simulation and Wind Tunnel Experiment

Otsuka, K., Wang, Y., Fujita, K., Nagai, H., Makihara, K.

AIAA Journal 57(10) 4300-4311 2019年査読有り筆頭著者責任著者
Absolute Nodal Coordinate Beam Element for Modeling Flexible and Deployable Aerospace Structures

Otsuka, K., Makihara, K.

AIAA Journal 57(3) 1343-1346 2019年査読有り筆頭著者責任著者
Deployment Simulation Using Absolute Nodal Coordinate Plate Element for Next-Generation Aerospace Structures

Otsuka, K., Makihara, K.

AIAA Journal 56(3) 1266-1276 2018年査読有り筆頭著者責任著者
Deployable Wing Model Considering Structural Flexibility and Aerodynamic Unsteadiness for Deployment System Design

Otsuka, K., Wang, Y., Makihara, K.

Journal of Sound and Vibration 408 105-122 2017年11月10日査読有り筆頭著者責任著者
Aeroelastic Deployable Wing Simulation Considering Rotation Hinge Joint Based on Flexible Multibody Dynamics

Otsuka, K., Makihara, K.

Journal of Sound and Vibration 369 147-167 2016年5月12日査読有り筆頭著者責任著者
Parametric Studies for the Aeroelastic Analysis of Multibody Wings

Otsuka, K., Makihara, K.

Transactions of JSASS, Aerospace Technology Japan 14(ists30) Pc_33-Pc_42 2016年査読有り筆頭著者責任著者

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主要な講演・口頭発表等

121

Absolute Nodal Coordinate Formulation for Nonlinear Multibody Modeling of Flared Hinged Wings

Keisuke Otsuka, Chi Wing Cheng, Rafael Palacios

34th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences (ICAS2024) 2024年9月9日
Multibody Analysis Comparison between Strain-Based Beam Formulation and Absolute Nodal Coordinate Formulation

Keisuke Otsuka, Hiroyuki Sugiyama

International Conference on Multibody System Dynamics (IMSD2024) 2024年6月12日
Moving Morphable Components based on Strain-Based Beam Formulation for Topology Optimization

Keisuke Otsuka, Shuonan Dong, Ryo Kuzuno, Hiroyuki Sugiyama, Kanjuro Makihara

AIAA SciTech 2024 Forum 2024年1月8日 AIAA
Analysis-Oriented Moving Morphable Components for Topology Optimization

Keisuke Otsuka, Shuonan Dong, Ryo Kuzuno, Kanjuro Makihara

AIAA SciTech 2023 2023年1月25日 AIAA
Strain-Based Geometrically Nonlinear Beam Formulation for Multibody Dynamic Analysis

Keisuke Otsuka, Yinan Wang, Rafael Palacios, Kanjuro Makihara

AIAA Scitech 2022 Forum 2022年1月4日 AIAA
Unsteady Aeroelasticity of Slender Wings with Leading-Edge Separation

Yinan Wang, Xiaowei Zhao, Rafael Palacios, Keisuke Otsuka

AIAA Scitech 2021 Forum 2021年1月 AIAA
Nonlinear Static and Dynamic Analysis Framework for Very Flexible Multibody Aircraft with Propellers

Keisuke Otsuka, Alfonso del Carre, Rafael Palacios

AIAA Scitech 2021 Forum 2021年1月 AIAA
Deployable Wing Model Using ANCF and UVLM: Multibody Dynamic Simulation and Wind Tunnel Experiment

Keisuke Otsuka, Yinan Wang, Koji Fujita, Hiroki Nagai, Kanjuro Makihara

AIAA SciTech 2020 Forum 2020年1月9日 AIAA
ANCF-ICE Beam Element for Modeling Highly Flexible and Deployable Aerospace Structures

Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara

AIAA SciTech 2019 Forum 2019年1月7日 AIAA
Deployment Simulation Model Based on ANCF Plate Element for Next-Generation Aerospace Structures

Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara

AIAA SciTech 2018 Forum 2018年1月 AIAA

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主要な共同研究・競争的資金等の研究課題

24

次世代航空機を実現する３次元静解析と１次元動解析の接続～風洞実証から飛行実証まで

公益財団法人住友財団基礎科学研究助成 2024年11月 - 2026年10月

大塚啓介, 森田直人, 志村賢人
図面の作成時間をゼロにする図面変数トポロジー最適化

公益財団法人スズキ財団 2024年度科学技術研究助成（若手） 2025年4月 - 2026年3月

大塚啓介
曲線モードで実現する線形理論に基づく非線形構造解析

日本学術振興会科学研究費助成事業若手研究 2024年4月 - 2026年3月

大塚啓介
熱電変換素子を活用したワイヤレスセンサネットワークに基づく宇宙機の温度場モニタリング

一般財団法人熱・電気エネルギー技術財団第32回研究助成 2024年12月 - 2025年12月

大塚啓介
流体と構造の非線形連成現象を活用した振動発電

公益財団法人クリタ水・環境科学振興財団国内研究助成萌芽的研究 2024年10月 - 2025年9月

大塚啓介
低速尾翼バフェットの理論・解析モデルの構築

東北大学流体科学研究所一般公募共同研究 2023年4月 - 2025年3月

大塚啓介, 阿部圭晃, 芳賀臣紀, 志村賢人
統一的ベクトル定式化法で実現する膜と骨からなる革新航空機構造の空力弾性解析

公益財団法人能村膜構造技術振興財団 2022年度研究助成 2023年4月 - 2025年3月

大塚啓介
Absolute Nodal Coordinate Formulation for Nonlinear Multibody Modeling of Flared Hinged Wings

公益財団法人スズキ財団研究者海外研修助成 2024年9月 - 2024年9月

大塚啓介
非線形移動型モデリングによるソフトロボットの構造最適化

公益財団法人マザック財団研究助成 2023年5月 - 2024年3月

大塚啓介
モード曲線理論が繋ぐ大変形航空機の３次元静解析と１次元動解析

公益財団法人スズキ財団 2022年度研究助成 2023年4月 - 2024年3月

大塚啓介
超柔軟膜翼の構造空力連成モデリング理論の構築と実験実証

東北大学流体科学研究所一般公募共同研究 2021年4月 - 2024年3月

大塚啓介, 永井大樹, 藤田昂志, 槙原幹十朗, Rafael Palacios, Yinan Wang
非線形移動型モデリング法の構築による大変形構造物の高効率な一連解析

日本学術振興会科学研究費助成事業若手研究 2021年4月 - 2024年3月

大塚啓介
歪モデリングと歪センシングを活用した浮体式洋上風車の空力弾性制御

公益財団法人荏原畠山記念文化財団 2022年度研究助成 2022年6月 - 2023年3月

大塚啓介
超柔軟浮体式洋上風車の実現に向けた空力弾性理論の確立と風洞実験

公益財団法人東電記念財団 2021年度研究助成 (一般研究) 2022年4月 - 2023年3月

大塚啓介
超軽量ブレードを有する浮体式洋上風車の非線形空力弾性解析法の構築

公益財団法人岩谷直治記念財団第48回 (2021年度)岩谷科学技術研究助成 2022年4月 - 2023年3月

大塚啓介
次世代航空機翼の大変形解析と大変形制御を一貫するベクトル歪変換モデリング理論の構築

公益財団法人マツダ財団第36回（2020年度）マツダ研究助成 2020年11月 - 2022年3月

大塚啓介, 槙原幹十朗
ベクトル・歪変換式で実現する次世代展開構造物の大変形制御と解析・実験的検証

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9月 - 2022年3月

大塚啓介
リアルタイム計測歪モデリングで実現する衛星航空機の大変形制御

公益財団法人カシオ科学振興財団第38回（令和2年度) 研究助成 2020年12月 - 2021年11月

大塚啓介
柔軟可変翼機の３次元変形・飛行制御系設計を実現する異分野融合モデリング法の創成

日本学術振興会若手研究者海外挑戦プログラム 2019年6月 - 2019年9月

大塚啓介, Rafael Palacios
流体・構造・制御の異分野融合による可変翼モデリング法の確立（2017-2018年度）

日本学術振興会科学研究費助成事業特別研究員奨励費 (DC2) 特別研究員奨励費 2017年4月 - 2019年3月

大塚啓介
Deployment Simulation Model based on ANCF Plate Element for Next-Generation Aerospace Structures

公益財団法人宇宙科学振興会 2017年度国際学会出席旅費支援 2018年1月 - 2018年1月

大塚啓介

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所属学協会

4

委員歴

7

2024年12月 - 現在

12th Asian Conference on Multibody Dynamics (ACMD2026) Scientific Committee
2024年11月 - 現在

35th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS2025) Program Organizer, Session Organizer
2024年1月 - 2024年11月

21st International Conference on Flow Dynamics (ICFD2024), Session Organizer
2023年1月 - 2023年11月

20th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2023), Session Organizer
2022年11月 - 2023年6月

34th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS2023) Program Organizer
2021年12月 - 2022年5月

第34回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム, 実行委員
2017年5月 - 2017年10月

14th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2017), Session Organizer

担当経験のある科目(授業)

5

社会貢献活動

3

茨城県立並木中等教育学校の出前講座

講師

茨城県立並木中等教育学校 2023年9月20日
数理モデルプログラミング

講師

金沢工業大学 2022年12月12日
AOBA-Bを利用したカンタンMATLAB並列処理ハンズオンセミナー

講師

MathWorks 2022年11月16日