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河川の流れと河底の地形変化の解析から治水に贡献する研究。
复雑な水の流れを明らかにする解析方法の开発で、土木学会论文赏も受赏。
私の研究分野である水工学は、土木工学のなかでも、水をうまく治める「治水」に関わるもので、河川工学や数値流体力学とともに専门としています。研究対象は、河川を流れる洪水流、氾滥流、津波などの流れと土砂运送など。水害から身を守るために重要な河川计画づくりに役立つような、水の流れに関する研究を行っています。特徴となるのは、水の流れと土砂の运动の関係を、川底に着目した解析法を用いて研究している点です。
川にはいろいろなスケールの流れがあり、川幅や水面、川底などの境界によって狭められることで流れが変わってくるため、そうした叁次元的な现象をどのようにして解析するのかということが非常に大事になってきます。ここで特に重要なのが、川底の流れです。
川底の流れが境界条件となって水の流れの抵抗を决め、さらに、川底に作用する力によって、川底の土砂が动いて地形が変化します。そこで、こうした川底の流れを直接的に解析する手段の开発にも努め、水面を有する比较的浅い流れに着目して、土砂に作用する川底付近の流速を解くことのできる底面流速解析法を开発。川底の土砂と流れの相互作用の解明とモデル化を进めています。
今年の6月には、さきに発表した、河川の构造物周辺の叁次元流れと川底付近の复雑な流れを解析する手法に関する论文が、これまで解析が困难だった种々の粗面スケールを持つ底面境界付近に生じる水理现象に対する新たな学术?技术の展开に贡献する独创的な研究成果として、土木学会论文赏を受赏しました。
この分野の歴史は古く、多くの研究者がさまざまな提案を行っていますが、そうしたそれぞれの研究间のつながりはあまり见受けられません。いま私がやっている研究は、二次元解析法と叁次元解析法という、従来の大きな枠组みの中间に位置するようなものなので、さまざまな研究をつないで体系化するような役割を担えればと期待しています。
さらに、地球温暖化によって频度も规模も高まるであろう洪水等の予测手段として応用されるなど、温暖化対策の一助となれば喜ばしいことです。これからは、もっと洪水に対して强い川づくりをしなければなりません。特に、人が多く住んでいるところの河川の安全性を确保するために、川の形を変えるという作业が今后、必要になってくるでしょう。洪水発生时の川の応答を先の解析法で予测することで、効果的な対応策を讲じることができると思います。
现地调査や実験、解析まで、研究活动は幅広い。意义深い広岛での研究。
具体的な研究手法としては、现地で実际にどのようなことが起きているかを観察したり、定期的に现地に出かけて、降雨のあとの土中の水分量を调査して、水がどう入って川にでてくるかを推定したり。また、実験水路で模型化して川の流れを再现するなど。そのほか、解析にはまず纸と铅笔で方程式を组み上げて、コンピュータで解いていくといった流れです。
基本的に水の流れはナビエ?ストークス方程式によって记述できますが、それですべてを解くことは不可能で、现象もさまざまにある。水工学の领域は、理论的なものから思いもよらないようなスケールの大きな现象の関係を持つものまで大変幅広いんですね。そういったことが、长く兴味を持ち続けてこられた理由なのではないかと思っています。
こうした研究に私自身、楽しく取り组んでいますが、なかでも特にわくわくしてくるのは、研究计画を思いついたときでしょうか。
こんなことをしたら楽しいんじゃないかと思いついた瞬间が一番おもしろい。あるいは、なかなか解けない问题を考えていて、ふとその道筋が思い浮かんだときも非常に兴奋します。以前、家族と买物をしているときに急にひらめいて、早く帰ってこれを定式化したい、と思ったことがありました。おそらく、考え続けるということ自体が好きなんだろうと思います。
さて、私がこの道に进もうと决めたきっかけは、母校である広岛大学に非常に热心で厳しい先生方がたくさんおられて、水工学の楽しさを学べたことと言えるでしょう。いずれは私も、そうした先生方のように、学ぶことや研究することの楽しさを学生たちに伝えていける指导者をめざしていきたいと思います。
広岛は水量豊かな太田川の河口デルタに位置し、环境と调和した川づくりが求められる一方、上流部の领域の多くは土砂灾害危険地域であり、减灾対策も求められています。
そうした広岛の地で、こうした河川にまつわる研究を行っていくことの意义についてもまた考え併せながら、今后も地に足のついた研究を続けていく所存です。
ブレイクスルーを见つけたい。工学部?工学研究科は、个々の能力を生かせるところ。
私の研究者としての今后の目标は、ブレイクスルーを见つけることです。いま抱えているもやっとしたことをなくしていくというのがずっと抱いている目标ですね。
例えば、最近兴味を持っていることに、データと情报の违いというのがあります。この违いを実は大事にしなければいけないなと思うんです。どういうことかと言いますと、いまや、インターネットで调べると、なんでもデータは手に入ります。正しいものから间违っているものまでいろいろなデータがあるなかから、自分にとって大事な情报を引き出さないといけない訳です。そのためにどうすればよいのか。それを実は常々考えているんです。研究でも、コンピュータが进化したので、容量も大きくなって、たくさんデータは入る。でも结局は、必要なものをちゃんと取ってきて、必要なものを向こうに持っていくということをしないと、何の役にも立たないんですね。そんなところも含めて、いつかブレイクスルーを！という想いを常に抱いて、研究に努めていきたいと思っています。
最后に、进路を考えている皆さんにひとこと。
工学部は、しっかりした理论を学べるところもあれば、すぐに人の役に立つような内容を学べるところなど、出口が非常にはっきりしており、さまざまな兴味に応えられるところだと思います。ひとりで何かを追求したいという人と、人の役に立ちたいという人がみんなつながって、ともにイキイキできる。自分で考えることさえできれば、一人ひとりの能力をうまく生かせるところだと思います。
つまり、自分で考えて判断できる能力というのが、工学部ではとても重要です。皆さんには、旺盛な好奇心を持って、ぜひわが工学部や工学研究科へ进んできていただきたいと思います。
Tatsuhiko Uchida
水工学研究室 准教授
1998年3月 広島大学 工学部第四類（建設系） 卒業
2000年3月 広島大学大学院 工学研究科 環境工学専攻 博士課程前期 修了
2003年11月 広島大学大学院 工学研究科 環境工学専攻 博士課程後期 修了
2003年12月～2004年3月 広島大学大学院 工学研究科 研究員
2004年4月1日～2007年3月31日 広島大学大学院 工学研究科 助手
2007年4月1日～2008年3月31日 広島大学 大学院工学研究科 助教
2008年4月1日～2015年3月31日 中央大学 研究開発機構 機構准教授
2008年4月1日～（2013年度を除き2017年3月31日） 中央大学大学院 理工学研究科 兼任講師
2012年4月1日～（2013年度を除き2017年3月31日） 中央大学 理工学部 兼任講師
2013年4月1日～2014年3月31日 The Univercity of Iowa,Visiting research scholar
2015年4月1日～2017年3月31日 中央大学 研究開発機構 機構教授
2017年4月1日～ 広島大学 大学院工学研究科 准教授
2020年4月1日～ 広島大学学術院（先進理工系科学研究科） 准教授
