hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
算数科における学力向上を目指す習熟度別指導に関する実証的研究

これは知識・理解、表現・処理、数学的な考え方の3観点で見られた。また長者小学校の中で、上位、中位、下位の学力3群間では、数学的な考え方で3群間に差が見られた。平成17年度末に長者小学校で継続調査を実施するために調査問題の修正を一部行い、調査を実施した。「考える足場」のタイプも6つのタイプが授業実践から見出された。それは(1)既習事項のアイデアを振り返る、(2)既習問題を解く、(3)ある解法のよさや改善点を吟味する、(4)新しいアイデア・方法を見出す、(5)状況からわかることを記述する、(6)問題を表現する図や表などの手立てを学ぶである。これらの足場は習熟度別コースによっても異なる。また「考える足場」理論では授業で扱う適用・発展問題も習熟度別コースによって異なるが、下位コースでも発展的問題を与える。この考え方で実践した結果、中位・上位のコースも適用問題は解決でき、さらに発展問題も解決できた。下位コースでも半数が発展問題を解決することができた。平成18年度は、八戸市立長者小学校、京都市立桃山東小学校、小松市立第一小学校において算数授業研究会を実施して「考える足場」をつくる算数授業をベースに習熟度別指導も含めて授業実践研究を行った。長者小学校における平成16年度からの授業研究をまとめる作業を行い、平成18年9月に「考える足場」をつくる算数科授業の創造(明治図書)を出版した。長者小学校の授業研究では単元によって習熟度別コース指導を行い、習熟度別指導における「考える足場」の設定のちがいを明らかにした。桃山東小学校では、第2学年の算数を中心に授業研究を行い、「千までの数」「ふえたりへったり」「かくれた数はいくつ」「九九」「1万までの数」の単元で「考える足場」をつくる授業展開モデルの検証を行った。「九九」の実践からは、児童に与える「足場」、児童とともに作る「足場」、児童が自ら作る「足場」の3段階で授業実践を行い、足場をはずすプロセスを実現した。第一小学校では、第4学年の「分数」単元を材料に「考える足場」をつくる算数授業モデルによるすべての児童を対象とした発展的な学習の指導を行い、「足場」の授業で単位分数の考えの理解や数直線の活用力を高めることができれば、すべての児童が上学年の内容に触れる発展的な学習が可能なことを明らかにした。また、授業力向上プログラム作成のために、「指導案作成、修正、授業実践、改善指導案作成」の一連のプロセスを経験する授業実践を行った。参加教師からは短期間で授業設計力が身についたという感想を得た。18年度の研究からは、通常学級でも「考える足場」をつくる算数授業は習熟度別コース指導でなくても一人ひとりの児童の学力向上に効果的であることが明らかになった。算数科における習熟度別コース指導の研究からすべての児童に「考える足場」をつくる算数授業が有効ではないかという仮説および、児童の習熟の程度に応じて「足場」が異なることを明らかにしてきた。19年度は主として石川県小松市立第一小学校を研究協力校として、多くの実践研究を行なった。「考える足場」の3段階論、すなわち、1段階は教師が与える足場、2段階は児童が仲間や教師とつくる足場、3段階は児童自身でつくる足場の変容が可能かどうかを検証するための1年目の研究を小松市立第一小学校での現場教師との共同研究のもとで着手した。
強磁性トポロジカル結晶絶縁体の開発とその空間反転対称性からみた特性の解明

本研究ではトポロジカル結晶絶縁体(TCI)において、その鏡映対称性がもたらすトポロジカル表面状態(TSS)について、磁性元素の添加による影響を探ることを目指した。まずは高品質単結晶薄膜SnTeにおいて2次元弱反局在効果を観測し、それがTSS由来であることを明らかにした。また補償元素Sb添加を行った所、バルクキャリア低減と、さらにp型・n型両タイプの作製に成功した。その試料において角度分解光電子分光測定を行った結果、TSS由来のディラックコーンの観測に成功した。またSnTeへの磁性元素Mnのドーピングによって強磁性化することにも成功し、低Mn濃度試料では強磁性とTSSが両立しうることを示した。【研究の概要・意義】本研究ではトポロジカル結晶絶縁体SnTeに磁性元素をドーピングして、強磁性のトポロジカル結晶絶縁体を作製する。トポロジカル絶縁体が時間反転対称性によってトポロジカル表面状態が保護されているのに対して、トポロジカル結晶絶縁体は結晶の鏡面対称性に起因している。そのため、磁性元素ドーピングによって時間反転対称性が崩されてもトポロジカル表面状態は保護される可能性が高い。それを実証するため、また強磁性トポロジカル結晶絶縁体を作製するための基礎研究を行う。まず、方法としてはMBEによって高品質なSnTe薄膜の作製条件を見出し、それを最適化することで安定した結晶成長を可能にする。そして磁性元素をドープし、強磁性になる条件を結晶構造、磁性の両方から探っていく。従来行われてきたトポロジカル絶縁体に磁性元素をドーピングする系では、意図的に時間反転対称性を壊して表面状態のギャップを開くことを目的としているが、本研究では表面状態のギャップを開かずに磁性を付与することを目的としている。表面状態を壊さずにマスレスディラックフェルミオンがキャリアとなる強磁性トポロジカル結晶絶縁体が作成できれば、極めて高い移動度のスピンデバイスに向けた薄膜材料の開発にもつながる。また、その過程でトポロジカル表面状態がどのように保護されるかを実験的に確かめることができる。【研究成果】MBE法によって成長条件最適化により良質な薄膜SnTe単結晶を得ることに成功した。そして量子コヒーレンス輸送の一種、弱反局在効果を観測し、それはトポロジカル表面状態由来であることを示した。また、ヨウ素のドーピングによって、SnTeの電気伝導(キャリア密度、移動度)を変調させることに成功した。そして、膜厚の調整によってバルクキャリア密度の低減に成功し、弱反局在効果について2次元性を確認することができた。本研究の目的は、トポロジカル結晶絶縁体SnTeの物性解明を第一段階として、次にp型であるSnTeのフェルミレベルを化学的ドーピングによって調整することで、角度分解光電子分光法で表面バンドを観察できるようにすること、そして磁性元素のトーピングによって強磁性にしたとき、観察できるようになった表面バンドにおいて、トポロジカル表面状態が保たれるのか、破れるのかを確かめることである。まず第一段階の成果としてはSnTeの薄膜作製条件を詰め、良質な2次元性伝導を示す薄膜作製に成功した。2次元性伝導は弱反局在効果の観測によって確かめられた。通常の3次元的な弱反局在効果と区別するため、我々は外部磁界を電流に対して回転することで電気伝導の次元を解析した。比較的薄い膜(46nm)においては厚い膜よりも2次元伝導成分が多く、電子電子散乱が大きいことが分かった。またSnTeの表面については凹凸が激しいことが過去研究で言われていたが、基板および下地層の改良によって表面粗さを大幅に改善(およそ2nm)することができた。また、表面伝導を阻害するバルク伝導を齎すバルクキャリア密度の低減にも成功した。また化学的ドーピングによってキャリア密度を減少させる取り組みも行っており、これまでにヒ素やヨウ素のドーピングによって1-2桁のキャリア密度低減に成功した。そして、さらに鉛をドーピングすることでトポロジカルー非トポロジカル遷移の状態を角度分解光電子分光によって観測している。現在磁性元素を添加することで強磁性TCIを作製しており、キャリア密度のさらに大きな制御を狙っている。そして鉛のドープ量を変化させると新規な物性が出現することが近日理論的に指摘されたため、その検証も行う予定である。本研究の目的は、TCIであるSnTeにおいて磁性元素を添加することによって、強磁性TCIを作製することであるが、その前段階として基礎物性評価、およびバルクキャリア密度を低減させることが挙げられるが、それらは概ね順調に進展している。なお、PbSnTeの豊富な物性を示す一端だが、トポロジカル性について理論的に興味深い特性が指摘されたため、当初予想しなかったことだがその検証も角度分解光電子分光で行いたいと考えている。本研究では、トポロジカル結晶絶縁体SnTeに磁性元素を添加して、それが表面状態に及ぼす影響を詳細に調べることが目標である。トポロジカル結晶絶縁体はトポロジカル絶縁体とは違って、表面状態が理論的には結晶の鏡映対称性によって担保されている。そのため、時間反転対称性が破れてもトポロジカル表面状態が保たれると考えられる。磁性元素の添加によって時間反転対称性は破れるが鏡映対称性は保たれる場合、磁性元素によって強磁性になる一方で表面状態も有効であるので、強磁性のトポロジカル絶縁体が実現できると期待される。

本研究では、磁性元素としてMnやCrを用いてその検証を行った。その結果、MnとCrともに強磁性化することに成功した。添加濃度を変えていくと磁性の強さも制御できることが分かった。また、濃度によっては磁性元素が析出するが、析出せずに強磁性を発現させることに成功した。またこれらの磁性元素添加試料作製に先立ち、SnTe薄膜作製の条件最適化を行い、より平坦性の高い試料作製に成功した。また従来p型のため難しかったトポロジカル表面状態の観測を角度分解光電子分光装置によって行った。また強磁性体カルコゲナイドCrTeについて、SnTe上にエピタキシャル成長できることを明らかにした。これによって、SnTeと強磁性体の接合の作製に成功した。磁性元素ドーピング以外にもこの手法によって、強磁性近接効果による強磁性表面状態の実現が期待される。これらで得られた成果は学会や論文において発表を行った。本研究ではトポロジカル結晶絶縁体(TCI)において、その鏡映対称性がもたらすトポロジカル表面状態(TSS)について、磁性元素の添加による影響を探ることを目指した。まずは高品質単結晶薄膜SnTeにおいて2次元弱反局在効果を観測し、それがTSS由来であることを明らかにした。また補償元素Sb添加を行った所、バルクキャリア低減と、さらにp型・n型両タイプの作製に成功した。その試料において角度分解光電子分光測定を行った結果、TSS由来のディラックコーンの観測に成功した。またSnTeへの磁性元素Mnのドーピングによって強磁性化することにも成功し、低Mn濃度試料では強磁性とTSSが両立しうることを示した。本研究の現在までの成果としては以下の通りである。1.トポロジカル結晶絶縁体SnTe薄膜において、弱局在効果および弱反局在効果を観測SnTe薄膜はSn欠陥が多く生じ、また良質な結晶成長自体も難しいことからその成長条件の最適化が必要である。まずMBEを用いて結晶成長速度、分子線フラックス量、基板温度などの結晶成長条件の最適化を行なった。その結果、原子層レベルで平坦な単結晶薄膜成長に成功した。その電気伝導を低温・磁場中において行なったところ、低温において弱局在効果と弱反局在効果の混合した磁気抵抗を観測した。これは、バルク寄与と表面状態寄与が合わさることで発現していることが分かった。2.トポロジカル結晶絶縁体SnTe薄膜において二次元弱反局在効果を観測さらに、キャリア密度を減らして表面状態寄与の優勢な電気伝導を示す薄膜作製に取り掛かった。具体的には薄膜の厚みを最適化することで、Sn欠陥を減らし、バルクホール濃度を減少させることを狙った。結果、それに成功し、それまで観測が難しかった弱反局在効果の2次元成分を分離することができた。また、バルク由来の弱局在効果もなくなった。3.トポロジカル結晶絶縁体Snて薄膜においてヨウ素ドーピングによる電気伝導の変調を観測SnTe薄膜にヨウ素をドーピングすることで、ヨウ素が格子欠陥を補償し、なおかつドナーとなることでバルクキャリア密度が低くなることが期待できる。結果的にはヨウ素ドーピングによって系統的なバルクキャリアの減少は観測できなかったが、移動度の大幅な増大と、バルク・表面キャリアの変調という結果が得られた。
細胞と組織の微視的相互作用を考慮した喫煙時の肺胞壁リモデリングモデルの提案

肺の末端組織である肺胞は物質輸送を司る主要組織であり,呼吸時において各肺胞ごとに収縮拡張の様子が異なり,物質輸送が各肺胞で異なることが考えられる.さらには喫煙者と健常者の肺の収縮拡張も異なっていることが報告されており,肺胞表面での物質輸送は喫煙者と健常者で異なることが考えられる.肺胞表面での物質輸送の違いを検討するうえで,物質輸送の中心である肺胞組織に着目し,特に肺胞上皮細胞および内皮細胞の物質輸送能が肺胞環境を変化させた場合にどのような影響を受けるかに関して実験的に明らかにすることを第一の目的とする.さらには上皮細胞および内皮細胞の力学特性を実験的に計測し力学環境による変形能の違いを計測することを第二の目的とし,ミクロからマクロまでを含む肺組織計算モデルを構築することで,健常者と喫煙者の肺胞表面での物質輸送能の違いがどのようなメカニズムで生じるかを明らかにすることを最終的な目的とする.平成30年度は,肺組織のミクロレベルでの計測を試みた.肺胞を構成する肺胞上皮細胞の力学特性を調べるための実験装置を構築し,引張刺激を負荷すると肺胞上皮細胞内の小胞輸送機能および細胞骨格が変化することがわかったが,論文投稿に至るまでの十分なデータを取得するこはできなかった.一方で,蛍光ビーズを埋め混んだシリコンゲルを作製し,内皮細胞を培養した.内皮細胞内にPKCα-GFPを遺伝子導入し,PKCαの生化学応答を取得した.レーザー照射により計測対象細胞の隣接細胞を死滅させ,細胞間接着を乖離させ,細胞間接着乖離前後の蛍光ビーズの変位量から,細胞が接着している足場のひずみ量を計測し,PKCαの変化量と細胞の足場のひずみ量を比較した.PKCαは死滅した細胞の隣接細胞内(計測対象細胞)で,死滅細胞側に集積し,PKCαが集積する部位はひずみ量が大きい部分であることが明らかとなった.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。肺の末端組織である肺胞は物質輸送を司る主要組織であり,呼吸時において各肺胞ごとに収縮拡張の様子が異なり,物質輸送が各肺胞で異なることが考えられる.さらには喫煙者と健常者の肺の収縮拡張も異なっていることが報告されており,肺胞表面での物質輸送は喫煙者と健常者で異なることが考えられる.肺胞表面での物質輸送の違いを検討するうえで,物質輸送の中心である肺胞組織に着目し,特に肺胞上皮細胞および内皮細胞の物質輸送能が肺胞環境を変化させた場合にどのような影響を受けるかに関して実験的に明らかにすることを第一の目的とする.さらには上皮細胞および内皮細胞の力学特性を実験的に計測し力学環境による変形能の違いを計測することを第二の目的とし,ミクロからマクロまでを含む肺組織計算モデルを構築することで,健常者と喫煙者の肺胞表面での物質輸送能の違いがどのようなメカニズムで生じるかを明らかにすることを最終的な目的とする.平成29年度は,伸展刺激下での肺胞上皮細胞および内皮細胞の物質輸送能を明らかにするために, polydimethylsiloxane (PDMS)で伸展負荷装置を作製後,肺胞上皮細胞および内皮細胞をPDMS製の伸展装置上に培養した.細胞内輸送の主要器官である小胞および微小管の染色をおこない,伸展刺激下での物質輸送能を共焦点レーザー顕微鏡で計測した.肺胞組織は上皮細胞および内皮細胞が積層した形態となっているために,それらを同時に培養できる伸展刺激装置作製した.また,内皮細胞の力学特性を計測するためにPDMS内に微小粒子を埋め込み,微小粒子の移動を追跡することにより内皮細胞および上皮細胞の引張力を計測した.細胞の引張力と細胞内各器官との関連を調べ,細胞構造と力学特性の関連を調べた.装置および計測方法に関しては,順調に進んでいるが,培養装置内での肺胞細胞の培養がうまくいっていないため,共培養がおこなわれていない.肺の末端組織である肺胞は物質輸送を司る主要組織であり,呼吸時において各肺胞ごとに収縮拡張の様子が異なり,物質輸送が各肺胞で異なることが考えられる.さらには喫煙者と健常者の肺の収縮拡張も異なっていることが報告されており,肺胞表面での物質輸送は喫煙者と健常者で異なることが考えられる.肺胞表面での物質輸送の違いを検討するうえで,物質輸送の中心である肺胞組織に着目し,特に肺胞上皮細胞および内皮細胞の物質輸送能が肺胞環境を変化させた場合にどのような影響を受けるかに関して実験的に明らかにすることを第一の目的とする.さらには上皮細胞および内皮細胞の力学特性を実験的に計測し力学環境による変形能の違いを計測することを第二の目的とし,ミクロからマクロまでを含む肺組織計算モデルを構築することで,健常者と喫煙者の肺胞表面での物質輸送能の違いがどのようなメカニズムで生じるかを明らかにすることを最終的な目的とする.平成30年度は,肺組織のミクロレベルでの計測を試みた.肺胞を構成する肺胞上皮細胞の力学特性を調べるための実験装置を構築し,引張刺激を負荷すると肺胞上皮細胞内の小胞輸送機能および細胞骨格が変化することがわかったが,論文投稿に至るまでの十分なデータを取得するこはできなかった.一方で,蛍光ビーズを埋め混んだシリコンゲルを作製し,内皮細胞を培養した.内皮細胞内にPKCα-GFPを遺伝子導入し,PKCαの生化学応答を取得した.

レーザー照射により計測対象細胞の隣接細胞を死滅させ,細胞間接着を乖離させ,細胞間接着乖離前後の蛍光ビーズの変位量から,細胞が接着している足場のひずみ量を計測し,PKCαの変化量と細胞の足場のひずみ量を比較した.PKCαは死滅した細胞の隣接細胞内(計測対象細胞)で,死滅細胞側に集積し,PKCαが集積する部位はひずみ量が大きい部分であることが明らかとなった.現状,伸展刺激装置内で肺胞細胞の培養が不完全であることから,培養条件を改善することで,装置内での培養を目指す.微小管等の染色は平成29年度段階で確認したために,今年度は伸展刺激装置内で力学刺激時における肺胞細胞内の輸送機構の解明を目指す.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
消化器癌におけるCCN familyの網羅的解析と癌進展及び耐性メカニズムの解明

癌のエピジェネティック異常のひとつにDNAメチル化異常があり、中でもゲノム全体の低メチル化は非常に重要である。LINE-1はゲノム全体の約17%を占める転移因子で、そのメチル化レベルはゲノム全体のメチル化レベルの指標となる。食道癌においてLINE-1低メチル化は予後不良と関連する可能性があり検討したが、CCN4発現レベルとLINE-1メチル化レベルに相関は認めなかった(P=0.50)。次にマイクロバイオームに着目した。食道癌を含む消化管癌においてFusobacterium nucleatum(Fn)は予後不良と関連する可能性があり、関連解析を行った。検討症例中27%においてFn陽性だった。CCN4発現レベルとFnに相関は認めなかった(P=0.75)。食道癌において、PIK3CA変異は予後良好と関連する可能性があるが、CCN4発現レベルとPIK3CA変異に相関は認めなかった(P=0.47)。近年注目される腫瘍免疫関連マーカーであるIDO1発現とPD-L1発現に関しても検討したが、相関は認めなかった(P=0.89、P=0.39)。詳細な分子病理学的因子(LINE-1メチル化レベル、PIK3CA変異)、腫瘍免疫(癌部IDO1発現レベル、癌部PD-L1発現レベル)、マイクロバイオーム(Fusobacterium nucleatum)に関するデータとの関連解析を行う事ができた。その結果、CCN4発現レベルはいずれのマーカーとも関連を認めなかった。これらの結果から、CCN4は今回検討したマーカーとは異なる独立したpathwayを介して予後不良に寄与する可能性が示唆された。今回、CCN familyの中でCCN4に着目し、食道癌において癌進展に寄与する様々な分子病理学的因子、腫瘍免疫、マイクロバイオームとの関連解析を行った。今後は腫瘍免疫に着目し、様々な免疫因子(末梢血液のデータ、切除標本におけるリンパ球浸潤)などとの関連を解析し、宿主の免疫に対するCCN familyの発現意義を解明する。有意な所見が得られた場合、in vitroなどの基礎実験で立証を行う。nephroblastoma overexpressed)familyの発現意義を解明し、新規治療法開発に寄与する事である。間質増殖因子CCN familyは4つの特徴的なモジュールを有し、様々な細胞外シグナルを制御するタンパク質ファミリーであり、Signal conductorとも呼ばれる。まず臨床データを用い、消化器癌におけるCCN familyの発現意義を検討した。食道癌切除例の臨床データを最新にアップデートし、食道癌癌部におけるCCN4の発現レベルを免疫染色により評価し、CCN4の発現意義を検討した。CCN4高発現群はhigh-pT(P=0.007)、cM(P=0.02)、high-pStage(P=0.03)と有意に相関し、陽性リンパ節個数とは正の相関の傾向を認めた(P=0.08)。消化器癌の臨床において、FDG-PETは非常に有用である。FDGの構造はグルコースと類似しており、体内ではグルコースと同じような動態を示すことから、悪性腫瘍などの糖代謝が亢進した細胞に集積し、画像化することができる。つまり、FDG-PETはがん代謝を利用した検査機器であり、SUVmaxはがん代謝の指標とも言える。食道癌において、CCN4の発現レベルをSUV値と比較解析したが、有意な相関を認めなかった(P=0.28)。食道癌診断前のライフスタイルに関しても解析を行った。CCN4は喫煙と関連は認めなかったが(P=0.95)、飲酒歴ありと正の相関の傾向を認めた(P=0.10)。予後解析では、全生存期間、癌特異的生存期間、無再発生存期間の全てにおいて、CCN4高発現群が有意に不良である事が明らかになった(P=0.03、P=0.02、P=0.02)。詳細な臨床データ及びライフスタイルを含むデータベースのアップデートを順調に終了する事ができた。CCN familyの中でCCN4に着目し検討した結果、CCN4の発現レベルがhigh-pT、cM、high-pStageと有意に相関する事を明らかにした。また、これまで検討されることのなかった発癌前のライフスタイルと検討した結果、CCN4発現レベルが飲酒と相関する可能性が示唆された。しかし、喫煙とは関連は見なかった。これはCCN4高発現の癌発生に飲酒が関与している可能性があることをサポートするデータになりうる。予後に関しては、全生存期間、癌特異的生存期間、無再発生存期間の全てで、CCN4高発現群が有意に予後不良である事が明らかになった。

食道癌において、PIK3CA変異は予後良好と関連する可能性があるが、CCN4発現レベルとPIK3CA変異に相関は認めなかった(P=0.47)。近年注目される腫瘍免疫関連マーカーであるIDO1発現とPD-L1発現に関しても検討したが、相関は認めなかった(P=0.89、P=0.39)。詳細な分子病理学的因子(LINE-1メチル化レベル、PIK3CA変異)、腫瘍免疫(癌部IDO1発現レベル、癌部PD-L1発現レベル)、マイクロバイオーム(Fusobacterium nucleatum)に関するデータとの関連解析を行う事ができた。その結果、CCN4発現レベルはいずれのマーカーとも関連を認めなかった。これらの結果から、CCN4は今回検討したマーカーとは異なる独立したpathwayを介して予後不良に寄与する可能性が示唆された。今回、CCN familyの中でCCN4が食道癌の癌進展に寄与する可能性がある事を示した。今後は癌進展機序を解明すべく、様々な分子病理学的因子、腫瘍免疫、マイクロバイオームとの関連を解析する。有意な所見が得られた場合、in vitroなどの基礎実験で立証を行う。今回、CCN familyの中でCCN4に着目し、食道癌において癌進展に寄与する様々な分子病理学的因子、腫瘍免疫、マイクロバイオームとの関連解析を行った。今後は腫瘍免疫に着目し、様々な免疫因子(末梢血液のデータ、切除標本におけるリンパ球浸潤)などとの関連を解析し、宿主の免疫に対するCCN familyの発現意義を解明する。試薬、消耗品については、医局内保管のものを使用することができた。試薬、消耗品の購入費、及び、研究データの管理、資料整理を行ってもらうための事務補佐員の雇用経費に充てたい。また、最新の研究情報を得るため、及び研究成果発表のための学会出張旅費にも充てたいと考える。(理由)医局内保管の試薬、消耗品を使用することができたため。(使用計画)試薬、消耗品の購入費に充てたいと考える。また、最新の研究情報を得るため、及び、研究成果発表のための学会出張旅費にも充てたいと考える。
イントリンシック界面変形抵抗-マイクロピラー試験から探る新規な界面構造物性

ラメラー構造をもつ2相TiAl/Ti3Al合金を供試材として選定して,種々のラメラー界面を含むマイクロピラー試験片を作製し,試験片サイズの関数として圧縮試験を行い,ラメラー界面を含む試料と含まない試料の降伏応力の差異の試験片サイズ依存性から真に変形伝播に対する界面抵抗-イントリンシック界面変形抵抗-の導出を試みた.イントリンシック界面変形抵抗の大きさは,界面での変形モード間の歪の適合性により決定され,試料サイズがミクロンメーター以下でのみ導出が可能となる.ラメラー構造をもつ2相TiAl/Ti3Al合金を供試材として選定して,種々のラメラー界面を含むマイクロピラー試験片を作製し,試験片サイズの関数として圧縮試験を行い,ラメラー界面を含む試料と含まない試料の降伏応力の差異の試験片サイズ依存性から真に変形伝播に対する界面抵抗-イントリンシック界面変形抵抗-の導出を試みた.イントリンシック界面変形抵抗の大きさは,界面での変形モード間の歪の適合性により決定され,試料サイズがミクロンメーター以下でのみ導出が可能となる.実用に供される多くの構造材料では,結晶粒界や異相(析出物など)界面などを利用して強化が図られている.そのため界面の構造や変形抵抗などは古くから多くの研究対象となっている.しかし,バルク(強度)特性の発現のためには,多数の界面を導入する必要があり,個々の界面の強化特性を評価した例は意外に少ない.本研究では,ラメラー構造をもつ2相TiAl/Ti3Al合金を供試材として選定して,種々のラメラー界面を含むマイクロピラー試験片を作製し,試験片サイズの関数として圧縮試験を行い,ラメラー界面を含む試料と含まない試料の降伏応力の差異の試験片サイズ依存性から真に変形伝播に対する界面抵抗-イントリンシック界面変形抵抗-の導出を試みた.双晶境界でも,2つのTiAlドメインで双晶境界に平行なバーガースベクトルを持つ変形モード(<011>超格子転位)が選択されると双晶境界を含むマイクロピラー試験片の降伏応力は,個々のドメインのマイクロピラー試験片のそれと有意差はなく,試験片サイズにもあまり影響は受けない.しかし,2つのTiAlドメインで双晶境界と交差するバーガースベクトルを持つ変形モード(1/6<112>双晶転位)が選択されると,降伏応力は双晶境界を含むマイクロピラー試験片でかなり大きくなり,この降伏応力の増大は試験片サイズに強く依存し,サイズが小さくなるほど増大する.この増大は,試験片サイズが2μmよりも小さくなると顕著に現れ,1μm試験片サイズでは,降伏応力の増大は23倍にも達する.これらから,界面での変形モード間の歪の適合性が重要な役割を果たすと考えられ,ラメラー界面の弾性拘束応力の減少や粒内転位源からの応力集中の低下は試料厚さ2μmを境に大きく変化すると結論付けることが出来る.
人工鉄さび粒子を用いた耐候性鋼のレアメタル代替元素の探求および高耐食性鋼材の開発

本課題は,耐候性鋼の合金金属が鉄さび粒子層の緻密性,保護性に及ぼす影響を人工鉄さび実験で解明し,さらに耐候性鋼のレアメタル代替金属を探求すること目的として,次のことを解明した。(1)耐候性鋼のCr,Cuはγ-FeOOHさびを微細化するが,Ni,Tiはほとんど影響しない。(2) Ni(II),Cu(II)はマグネタイトさびの生成を抑制し,同時に粒子を微細化する。これは,Sn(II),La(III)添加でも見られ,代替金属としてSnやLaは有効であることが示唆された。(3) Evansサイクルにおいて,Cr(III)添加はマグネタイトさびの生成を抑制し,微細なα-FeOOHの形成を促進する。本課題では,鋼材の腐食生成物である「鉄さび」について,「さびでさびを防ぐ」機能を付与し,さらにレアメタル使用量を削減した新たな高耐食性鋼材の開発を目的に,以下の研究を予定している。1耐候性鋼の合金金属(Cu,Cr,Ni,Tiなど)の詳細な働きを調べるため,人工鉄さび粒子の生成,構造,形態,腐食寄与分子の吸着特性に及ぼすCu(II),Cr(III),Ni(II),Ti(IV)などの単独または複合添加効果を調査し,それぞれの合金金属の役割をナノーミクローマクロレベルで解明する。2実環境下でのさび粒子と人工鉄さび粒子の相関をナノーミクローマクロレベルで解明する。3微細で緻密な保護性さび粒子層の形成に有効な金属あるいは元素を人工鉄さび実験で探求し,耐候性鋼のレアメタル使用量を削減した新たな高耐食性鋼材を開発する。平成26年度は上記1について,人工α-,β-,γ-FeOOHや塩基性硫酸鉄,マグネタイトさび粒子の生成に及ぼす耐候性鋼の合金金属イオンの影響およびナノーミクロ構造解析,人工鉄さび粒子のマクロ物性評価を主に検討した。α-FeOOHさびの結晶化,粒子成長,気体透過性に対する金属イオンの影響はCr(III) > Cu(II)> Ni(II)となり,これらを複合添加しても傾向は変わらなかった。また,さび粒子の微細化に対し,β-FeOOHではTi(IV) > Ti(III),γ-FeOOHにはNi(II) > Cu(II) > Cr(III) >Ti(IV)の順に有効であると明らかになった。さらに,塩基性硫酸鉄さびの微細化にはCr(III)が最適で,α-FeOOHさびへの転移も強く抑制した。一方,鋼材ーβ-FeOOH粒子界面でのマグネタイトさびの生成はCr(III)>>Cu(II)> Ni(II)の順に抑制された。本課題では,鋼材の腐食生成物である「鉄さび」について,「さびでさびを防ぐ」機能を付与し,さらにレアメタル使用量を低減した新たな高耐食性鋼材の開発を目的に,以下の研究を予定している。1耐候性鋼の合金金属(Cu,Cr,Niなど)の詳細な働きを調べるため,人工鉄さび粒子の生成,構造,形態,腐食寄与分子の吸着特性に及ぼすCu(II),Cr(III),Ni(II),Ti(IV)などの単独または複合添加効果を調査し,それぞれの合金金属の役割をナノーミクローマクロレベルで解明する。3微細で緻密な保護性さび粒子層の形成に有効な金属あるいは元素を人工鉄さび実験で探求し,耐候性鋼のレアメタル使用量を低減した新たな高耐食性鋼材を開発する。平成27年度は上記1,3について,人工マグネタイトさび粒子の生成に及ぼす耐候性鋼の合金金属イオンの影響および耐候性鋼のレアメタル代替金属の探求を主に検討した。沿岸部で生成するマグネタイトさびの結晶化,粒子成長に対する金属イオンの影響はCr(III) > Cu(II)> Ni(II)となった。とくに,Cu(II)はマグネタイトの生成を抑制し,安定さびであるα-FeOOHの生成を促進した。Sn(II)添加もマグネタイトさび強く生成を抑制し,その効果はCu(II)より高く,Snは耐候性鋼のレアメタル代替金属となることが示唆された。また,鋼材ーγ-FeOOH粒子界面でのマグネタイトさびの生成はCu(II)> Ni(II)は促進するが,Cr(III)は抑制するとわかった。一方,上記2について,実環境で生成したさび粒子について,窒素および水吸着等温線測定で調査したところ,水吸着等温線は窒素吸着等温線と比べ,より高い精度で鉄さび粒子層の緻密性・保護性を評価できると明らかになった。人工鉄さび実験により,各暴露環境で生成する鉄さび粒子の微細化に有効な耐候性鋼の合金金属の役割,働き,動きがナノーミクロレベルで明らかになり,さらに耐候性鋼に合金化されているレアメタルの代替金属の選定条件が解明されつつあることから,研究目的の達成度を「おおむね順調に進展している。」とした。本課題では,鋼材の腐食生成物である「鉄さび」について,「さびでさびを防ぐ」機能を付与し,さらにレアメタル使用量を低減した新たな高耐食性鋼材の開発を目的に,以下の研究を行った。

1耐候性鋼の合金金属(Cu,Cr,Niなど)の詳細な働きを調べるため,人工鉄さび粒子の生成,構造,形態,腐食寄与分子の吸着特性に及ぼすCu(II),Cr(III),Ni(II),Ti(IV)などの単独または複合添加効果を調査し,それぞれの合金金属の役割をナノーミクローマクロレベルで解明する。2実環境下でのさび粒子と人工鉄さび粒子の相関をナノーミクローマクロレベルで解明する。3微細で緻密な保護性さび粒子層の形成に有効な金属あるいは元素を人工鉄さび実験で探求し,耐候性鋼のレアメタル使用量を低減した新たな高耐食性鋼材を開発する。本課題の最終年度である平成28年度は,人工マグネタイトさび粒子の生成に及ぼす耐候性鋼の合金金属イオンの影響および耐候性鋼のレアメタル代替金属の探求を主に検討した。沿岸部で生成するマグネタイトさびの結晶化,粒子成長に対するCu(II)の影響について,添加したCu(II)は溶液中のFe(II)をFe(III)に酸化することでゼロ価Cuに還元され,安定さびであるα-FeOOHの生成を促進することが,UV-visおよびXAFS測定から明らかになった。一方,Sn(II)添加もマグネタイトさび強く生成を抑制し,その効果はCu(II)より高いため,Snの合金化は耐候性鋼のレアメタル使用量の低減となることが示唆された。同様の効果は,Mn(II)およびLa(III)添加でも確認できた。また,鋼材ーγ-FeOOH粒子界面でのマグネタイトさびの生成は,水量,温度,湿度,塩水噴霧の影響を大きく受け,低水量,低温,低湿度下ではマグネタイトはほとんど生成しないことが明らかになった。本課題は,耐候性鋼の合金金属が鉄さび粒子層の緻密性,保護性に及ぼす影響を人工鉄さび実験で解明し,さらに耐候性鋼のレアメタル代替金属を探求すること目的として,次のことを解明した。(1)耐候性鋼のCr,Cuはγ-FeOOHさびを微細化するが,Ni,Tiはほとんど影響しない。(2) Ni(II),Cu(II)はマグネタイトさびの生成を抑制し,同時に粒子を微細化する。これは,Sn(II),La(III)添加でも見られ,代替金属としてSnやLaは有効であることが示唆された。(3) Evansサイクルにおいて,Cr(III)添加はマグネタイトさびの生成を抑制し,微細なα-FeOOHの形成を促進する。人工鉄さび実験により,各暴露環境で生成する鉄さび粒子の微細化に有効な耐候性鋼の合金金属の役割,働き,動きがナノーミクロレベルで明らかになりつつあることから,研究目的の達成度を「おおむね順調に進展している。」とした。最終年度である平成28年度の研究計画では,平成26,27年度の研究の継続を行うとともに,下記の課題を行う。(1)これまで解明してきた耐候性鋼の各暴露環境での腐食による鉄さび粒子の微細化に有効な合金金属イオンの詳細な働きについての知見を基に,耐候性鋼に合金化されているNiやCuのようなレアメタルと同等あるいはそれ以上の働きをする,合金金属の探求を人工鉄さび実験で行い,レアメタル使用量の低減策を開発する。(2)実環境で生成するさび粒子の構造,組成,形態を詳細に調査し,鋼材の暴露環境の大気組成に対する構造や形態の違いの要因をナノーミクロレベルで解明する。さらに研究協力者が有している実さびの経年変化についての知見を基に,実環境での鉄さび粒子の生成および耐候性鋼に合金化されている個々の合金元素の役割を調査,解明する。(3)平成26ー28年度の研究の総括を行う。工学,材料加工・組織制御工学,粉体工学,腐食・防食今後の研究推進計画では,平成26年度の研究の継続を行うとともに,下記の課題を行う。
ひとり親家庭における親のワークライフバランスと子育て・親支援プログラムの開発

本研究の目的は,国内におけるひとり親家庭の親の就労状況の実態とそれが生活に与えている影響について明らかにしひとり親家庭におけるワーク・ライフ・バランスを考慮した子育て・親支援プログラムの開発をし,必要な視点を見出すことである.本研究より,「適時且つ的確な相談事業のサービスが得られにくい実態に対する調整」,「予算・人員削減に起因するサービスカの増強」「さらなる対象者ニーズの把握と対応へのエンパワーメントの必要性」が抽出された.試案を検討及び開発する上で,実施者自身がわが国の現状を楚まえたひとり親家庭支援の考え方や方法論の構築を踏まえる必要があることが明らかになった.さらに支援に対する多角的な視点をもったコーディネート能力への促進に対する支援を踏まえたプログラム開発が重要かつ急務であることが明らかとなった.特に本プログラムは昨今における日本の現状から個々の対象者ニーズに沿う事業展開となりにくい側面があるため、ひとり親に対する支援の位置づけと質の検証を随時実施することでより対象者が健康で安心して生活できる一助になると期待できると思われる.本研究の目的は,国内におけるひとり親家庭の親の就労状況の実態とそれが生活に与えている影響について明らかにしひとり親家庭におけるワーク・ライフ・バランスを考慮した子育て・親支援プログラムの開発をし,必要な視点を見出すことである.本研究より,「適時且つ的確な相談事業のサービスが得られにくい実態に対する調整」,「予算・人員削減に起因するサービスカの増強」「さらなる対象者ニーズの把握と対応へのエンパワーメントの必要性」が抽出された.試案を検討及び開発する上で,実施者自身がわが国の現状を楚まえたひとり親家庭支援の考え方や方法論の構築を踏まえる必要があることが明らかになった.さらに支援に対する多角的な視点をもったコーディネート能力への促進に対する支援を踏まえたプログラム開発が重要かつ急務であることが明らかとなった.特に本プログラムは昨今における日本の現状から個々の対象者ニーズに沿う事業展開となりにくい側面があるため、ひとり親に対する支援の位置づけと質の検証を随時実施することでより対象者が健康で安心して生活できる一助になると期待できると思われる.本年度は、支援プログラムの開発と運営整備のために、国内(北海道、関東、北陸、関西、中国及び九州の計10箇所)における保健所、保健センター、母子寡婦福祉連合会にてひとり親家庭への支援状況事前調査をした。調査前に都道府県及び市町村から統計資料及び文献より子育て支援の視点からひとり親家庭に対する施策や制度、また支援するにあたり今後必要となる課題について抽出したもの以下3点に充填をおき、ヒアリングを行った。1.ひとり親家庭に対する相談機能について・社会的及び精神的な不安要素を抱えるひとり親家庭にとっては、生活基盤をはじめとする各家庭における問題に対する解決の手がかりとなる相談等サービス機能の支援が必要である。しかし、自ら窓口に出向くなど自発的な行動がなければそれらを受給できない。特に相談事業ではプライバシーに関わるものが多く、対象者自身のアクションがなければ不可能である。仕事と家庭での役割の両方を担う親にとっては相談したくても時間的制約のほか、その具体的な相談場所について徹底した周知がなされていない事が多いことがうかがわれた。相談事業ではその事業方策が対象者に沿うものであるか検討の予知があることが示唆された。・相談に関する効果的なアプローチには、安心して相談できる人の育成が不可欠であることが伺われた。各都道府県では母子自律支援員をはじめとするひとり親家庭に携わる者に関して、研修会を不定期ではあるが開催している。しかし、多くの対象者にとっての窓口となる母子自律支援員のほとんどが非常勤であり雇用条件の兼ね合いから、研修会への参加が困難である。また相談を受ける側の雇用という視点からも継続した相談事業の展開にも行き詰まりがある。・また他機関との連携をとり、親子の心身ともに健全な育成へと導くことができるケアへとつながるよう多方面から充実した支援を図ることが必要であることが示唆された。2.子育て支援施策に関するニーズについて・支援が急遽必要になった場合、申請をはじめとする諸手続きのために間に合わない施策や制度が多い。また実施を依托している団体等においても対象者の実情にあった対応ができない状況にある。また施策等に関しての周知が不十分であることが示唆された。「病児及び病後保育」「休日・夜間保育」まもとより、「就学後の子どもの保育及び保育時間の延長」の要望がひとり親家庭は特に挙げられるがそれらのニーズへの対応に、全調査対象機関において未整備であるとの回答が得られた。3.ひとり親家庭に携わる支援者に求められる視点について・経済を支える就労支援に業務の偏りをとうしても強いなければならない実情がある。揺らぐ心的側面へのケアに対する支援に時間をかけ、柔軟な対応ができる応用力の習得が必要である。専門性を担う機能を担保していくためには研修会等をはじめとするコンピテンシーへの働きかけが不可欠であるが充分ではないという状況にある。本年度の研究の目的は、国内におけるひとり親家庭の親の就労状況とそれが生活に与えている影響について明らかにすることであった。研究対象者は日本国内の20歳未満の子を養育するひとり親家庭の親と推測される世帯とし、対象の就労状況及び身体、生活状況について、子育ての実態や子育て支援に対するニーズを情報収集することでひとり親世帯の親の実態を把握した。特にワークライフバランスに関与する役割葛藤のうち、どのような要因が生活の基盤となる家族役割が果たすべく家族機能の柔軟性に影響を及ぼすのかに着目した。

一般家庭と比較しひとり親家庭では「時間」及び「各自の行動」「心身のストリス反応」が仕事から家庭に葛藤が生じていることが明らかになった。これは、一般家庭よりも多重役割を持つために発生するというと特徴を裏付けることができる。特にひとり親家庭の親は、「時間」葛藤や両役割が求める行動の違いから発生する「行動」葛藤よりも、1つの役割から発生するスリレスが相互にもう1つの役割に影響するという葛藤に着目する必要があると示唆された。これらの葛藤を打開するためには、家族機能の柔軟性が示す「サポート機能」であることが本年度の調査にて示された。よって、次年度は年度計画に従うとともに、特に対象者ニーズに見合う「ソーシャルサポートシステム」を中心に検討していく。本年度は,ひとり親におけるワークライフバランスと子育てプログラム開発を行うことであった.平成18年度及び19年度の研究成果に基づき,ひとり親家庭におけるワークライフバランスと子育て親支援プログラムの思案を作成し,ひとり親家庭における政策及び支援に携わっている専門家の意見を集約し修正していった.具体的には,ひとり親家庭に対する施策の1つである相談事業及びその運用面の状と課題をふまえた試案をもとに,聞き取り調査を実施した.聞き取り調査は,ひとり親家庭に携わる保健所、保健センターに就労する保健師6名、母子自立支援員7名に実施した.国内7箇所(北海道,北陸,関東,東海,関西,中国,九州)のブロックごとに1時間から1時間30分の半構成式質問法による面接調査とした検討課題として「適時且つ的確な相談事業のサービスが得られにくい実態に対する調整」,「予算・人員削減に起因するサービスカの増強」「さらなる対象者ニーズの把握と対応へのパワーメントの必要性」が抽出された.試案を検討及び開発する上で,実施者自身がわが国の現状を踏まえたひとり親家庭支援の考え方や方法論の構築を踏まえる必要があることが明らかになった.さらに支援に対する多角的な視点をもったコーディネート能力への促進に対する支援を踏まえたプログラム開発が重要かつ急務であることが明らかとなった.特に本プログラムは昨今における日本の現状から個々の対象者ニーズに沿う事業展開となりにくい側面があるため、ひとり親に対する支援の位置づけと質の検証を随時実施することでより対象者が健康で安心して生活できる一助になると期待されることと思われる.
電場を利用した微細藻類回収法の開発

【微細藻類の形状】Chlorella pyrenoidosaの増殖phaseと細胞経の関係を明らかにした。吸光度、細胞数濃度ともに一定となる期間の細胞経は分布、平均経(4.4μm)とも変化せず、この期間の藻体を用いることで、電気浸透脱水実験に供する藻体の性状を一定に保つことを可能とした。【表面電荷特性】pHに対する藻体の凝集分散状態を沈降法により測定し、表面電荷特性に関する知見を得た。pH4以下で藻体は凝集しはじめ、pH3pH2において凝集が大きく進行することにより、等電点はpH3pH2において存在すると考えられる。また、藻体のζ電位を電気泳動速度測定より明らかにした。μmスケールの藻体の真の電気泳動速度を測定するため、垂直型キャピラリー電気泳動装置を製作した。均一な経(平均経2.3μm)のSiO2粒子を用いた測定により、μmスケールの粒子の真の電気泳動速度の測定法を確立した。溶液pHを変化させた電気泳動速度測定より藻体はpH8pH5の範囲で負のζ電位をもち、その絶対値はpHの低下とともに減少することがわかった。以上、本藻はpH84において負に荷電し、pH3pH2に等電点をもつ。【電気浸透脱水】アクリル製円筒型電気浸透脱水装置を製作し、圧力濾過と電気浸透脱水の比較を行った。電気浸透脱水により脱水所用時間は1/3にまで短縮され、回収藻体の含水率は低下し、ほぼ固形状での回収が達成された。また、内部の可視化による電気浸透脱水時の藻体の挙動観察により、藻体の電気泳動により濾材の閉塞緩和が成されていることが示唆された。藻体の濾過特性評価、またRuth色に基づき電気浸透流速度の評価を行い、電気浸透脱水における界面動電現象効果を明らかにした。電気浸透効果が発現する藻体濃度が存在するため、圧力電場併用脱水では、濾滓が形成されると電場効果が発現し、圧力脱水に代わり電気浸透脱水が効果を発揮した。電気浸透脱水効果は圧力脱水効果が減衰する脱水後期にその寄与分が大きくなることから回収技術としての利用価値は高いといえる。【微細藻類の性状】淡水性緑藻Chlorella pyreenoidosaの培養を行い、増殖フェーズによる藻体径の経時変化を測定した。細胞数濃度と吸光度を用いて細胞量を測定した結果、両者において増殖フェーズにずれがみられることがわかった。培養の後期において細胞数濃度が一定に達した後も吸光度は増加した。この間、細胞径が増加しており、吸光度が一定になった後、細胞径は一定値(平均径4.4μm)をとった。よって、この細胞径が変化しない時期を静止期とし、この時期の藻体を用いることで、電気浸透実験に供する藻体の性状を一定に保つことが可能となった。【表面電荷特性】藻体の表面電荷状態は凝集分散状態と密接な関係をもつ。pHに対する藻体の凝集分散状態を沈降法により測定した。pH4以下で藻体は凝集し始め、pH3からpH2において藻体の凝集が大きく進行した。藻体の等電点はpH3pH2において存在すると推測される。現在、凝集に影響する電荷を特定するため、酸の種類が凝集に及ぼす影響を検討中である。【電気泳動速度の測定】μmスケールの藻体の真の電気泳動速度を測定するため、垂直型キャピラリー電気泳動装置を製作した。均一な径(平均径2.3μm)をもつSiO2粒子を用い、本装置で粒子の真の電気泳動速度の測定が可能であることを検証した。粒子とキャピラリー径との相対的大きさおよび電場強さを変化させた実験において、相対径25倍以上では粒子の泳動速度はキャピラリー壁に影響されず、電場強さに比例した。また、電場強さがゼロでの泳動速度は粒子の沈降速度とほぼ一致した。以上より、本装置を用いてμmスケールの粒子の真の電気泳動速度の測定が可能であることが確認された。今後、藻体の真の電気泳動速度の測定を行い、pHに対するζ電位の変化を明らかにする予定である。【電気浸透脱水実験】アクリル製円筒型電気浸透脱水装置を製作し、圧力濾過と電気浸透脱水の比較を行った。電気浸透脱水により脱水所要時間は1/3にまで短縮され、回収藻体の含水率は低下し、ほぼ固形状での回収が達成された。

溶液pHを変化させた電気泳動速度測定より藻体はpH8pH5の範囲で負のζ電位をもち、その絶対値はpHの低下とともに減少することがわかった。以上、本藻はpH84において負に荷電し、pH3pH2に等電点をもつ。【電気浸透脱水】アクリル製円筒型電気浸透脱水装置を製作し、圧力濾過と電気浸透脱水の比較を行った。電気浸透脱水により脱水所用時間は1/3にまで短縮され、回収藻体の含水率は低下し、ほぼ固形状での回収が達成された。また、内部の可視化による電気浸透脱水時の藻体の挙動観察により、藻体の電気泳動により濾材の閉塞緩和が成されていることが示唆された。藻体の濾過特性評価、またRuth色に基づき電気浸透流速度の評価を行い、電気浸透脱水における界面動電現象効果を明らかにした。電気浸透効果が発現する藻体濃度が存在するため、圧力電場併用脱水では、濾滓が形成されると電場効果が発現し、圧力脱水に代わり電気浸透脱水が効果を発揮した。電気浸透脱水効果は圧力脱水効果が減衰する脱水後期にその寄与分が大きくなることから回収技術としての利用価値は高いといえる。
渦度を含む流れの解明とその計算法の開発

2次元非粘性流の場合には,渦度は質量座標に固着し,ラグランジュ的に流れ場を記述すると,その質量座標を渦度の発展方程式から決定することが出来ること,すなわち離散渦法がオイラー方程式の解に収束することが証明された.物体に過ぎる流れについては,その物体面からの渦度の発生について適切な数学モデルを考えることが出来れば,発生した渦度を離散渦法によってたどることにより,流れを解くことが出来ることがわかった.角柱などの角のある物体については,角からの渦の発生機構に適切なモデル化を行って,離散渦法を適用して良い結果を得た.滑らかな物体を過ぎる流れについては境界層剥離のモデル化が必要になり,特に非定常な流れの場合には未だ普遍的なモデルが確立していない.2次元粘性流については,渦管を定義するとその渦管の循環が保存されるから,粘性効果による渦度の拡散を粘性項を含むナビエ・ストークス方程式を渦度について解くことにより,渦度の場従って質量座標を定めることが出来る.但し乱流混合を含む場合には,その本質である3次元性を考慮にいれなければならないので,2次元流の前提が成立する余地は少ない.3次元の場合には,非粘性の場合でも渦度は質量座標に固着せず,渦管はその渦管の強さに対応して太さを変える.また,曲率を持つ渦糸については,その自己誘導速度に特異性が現れるのを避けるために,有限の大きさの渦核を考え,その積分核展開を利用して,発散を避ける方法,いわゆる高次離散渦法が提案されている.これを利用して2つの渦輪の干渉について計算が行われ,興味ある結果が得られた.但し,渦糸のつなぎかえなどのように粘性が本質的効果を持つ場合には,渦管の概念そのものがもはや適用出来ないので,ナビエ・ストークス方程式を直接差分法で解くことを試み,各種の場合について成功をおさめた.2次元非粘性流の場合には,渦度は質量座標に固着し,ラグランジュ的に流れ場を記述すると,その質量座標を渦度の発展方程式から決定することが出来ること,すなわち離散渦法がオイラー方程式の解に収束することが証明された.物体に過ぎる流れについては,その物体面からの渦度の発生について適切な数学モデルを考えることが出来れば,発生した渦度を離散渦法によってたどることにより,流れを解くことが出来ることがわかった.角柱などの角のある物体については,角からの渦の発生機構に適切なモデル化を行って,離散渦法を適用して良い結果を得た.滑らかな物体を過ぎる流れについては境界層剥離のモデル化が必要になり,特に非定常な流れの場合には未だ普遍的なモデルが確立していない.2次元粘性流については,渦管を定義するとその渦管の循環が保存されるから,粘性効果による渦度の拡散を粘性項を含むナビエ・ストークス方程式を渦度について解くことにより,渦度の場従って質量座標を定めることが出来る.但し乱流混合を含む場合には,その本質である3次元性を考慮にいれなければならないので,2次元流の前提が成立する余地は少ない.3次元の場合には,非粘性の場合でも渦度は質量座標に固着せず,渦管はその渦管の強さに対応して太さを変える.また,曲率を持つ渦糸については,その自己誘導速度に特異性が現れるのを避けるために,有限の大きさの渦核を考え,その積分核展開を利用して,発散を避ける方法,いわゆる高次離散渦法が提案されている.これを利用して2つの渦輪の干渉について計算が行われ,興味ある結果が得られた.但し,渦糸のつなぎかえなどのように粘性が本質的効果を持つ場合には,渦管の概念そのものがもはや適用出来ないので,ナビエ・ストークス方程式を直接差分法で解くことを試み,各種の場合について成功をおさめた.