hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
四角穴パターンを有するダンパシールにおける穴形状パラメータの最適化

本研究はポンプの高効率化,高安定性に寄与する液膜シールの開発を目的として,しゅう動面に四角穴パターンを有するダンパシールを対象に,穴形状パラメータ(穴寸法,穴数,穴の配置)が静特性(漏れ流量)および動特性(動的流体力,動特性係数)に及ぼす影響を理論的,実験的に解析するものである. 3年の研究期間の初年度である平成23年度の研究実績は以下の通りである.1.四角穴ダンパシールの静および動特性に関する数値計算(1)境界条件の修正:シール流入端,流出端のコントロール・ボリュームのとり方に改良を加え,シール周囲の流れ場の条件をより正確に与えた.(2)ロータの静的偏心率およびシール表面(ステータ側)に設けた四角穴の深さが,静特性(漏れ流量,静的液膜反力)および動特性(動特性係数,ふれまわり周波数比(不安定振動を引き起こすふれまわり速度の範囲))に及ぼす影響を調べた.その結果,静的偏心率は液膜反力を増加させるが,漏れ流量,動特性係数およびふれまわり周波数比に及ぼす影響は小さい.一方,四角穴の深さは,その深さを増加すると漏れ流量が減少し,ふれまわり運動を抑制する効果が大きくなることが明らかになった.2.四角穴ダンパシールの実験装置(1)四角穴しゅう動面を有するダンパシールの製作:穴形状パラメータ(穴寸法,配置,数)の異なる四角穴シールを製作した.(2)測定系の改良:実験後のデータ処理の自動化を促進するため,データ処理用パーソナルコンピュータ,A/D変換ボードを高速度処理可能なものに変更した.数値解析では,四角穴の寸法,数をパラメータとして静特性(漏れ流量)および動特性(動特性係数,ふれまわり周波数比)を算出した.また入口旋回流速度と周方向流速の分布,動特性係数及びふれまわり周波数比の関係に及ぼす穴パターンの影響を調べることができ,これは当初の計画よりも進展している.一方,実験ではシール,シール支持部等の改修,配管系の改修,測定系の改良がなされたが,予想以上に時間を要したため,四角穴シールの静特性実験(漏れ流量および液膜圧力分布測定)及び動特性実験(同心ふれまわり運動を与えたときの動的液膜反力測定と動特性係数の算出)が限られた条件のみしか実行できず,計画より遅れている.以上総合的に判断して,“おおむね順調に進展している"と評価する.数値解析では,ロータ中心が静的偏心状態にある場合の静特性および動特性の結果を算出することができ,これは当初の計画よりも進展している.一方,実験ではシールの製作,測定系の改良を一部実施したが,軸に取り付けた圧力センサの不具合で,予備実験(静的平衡状態下(ロータが自転運動のみの場合)での,漏れ流量および液膜圧力分布の測定)ができず,また給排水用配管の改善も手が回らず計画より遅れている.総合的に判断して,"おおむね順調に進展している"と評価する.1.四角穴シールの静特性および動特性実験(1)シールすきまの大きい条件下での実験を行うため,軸直径の小さなロータを新たに製作する.(2)静特性実験:四角穴数の異なるシールを用いて静的平衡状態下(ロータが自転運動のみの場合)で種々の運転条件(シール両端の差圧,自転速度)に対して,漏れ流量および液膜圧力分布を測定する.数値解析モデルに適用する急拡大部の損失係数の精度向上をはかるため,実測した圧力分布からも拡大損失係数を直接求める.(3)動特性実験:ロータの同心ふれ回り運動に対する動特性(動的流体力,動特性係数)を測定する.2.四角穴シールの数値計算とその妥当性の検証:四角穴数をパラメータとして,四角穴シールの漏れ流量,動特性係数,ふれまわり周波数比を算出する.また,実験結果との比較により,解析モデルの妥当性を検証する.
農業統計における個別情報のリンケージによる高度分析基盤の確立と応用

本研究の目的は、農業統計における個別情報を用いて、年度間あるいは統計調査間のデータリンケージを行うことである。データリンケージにより、パネルデータ化や統計調査間での調査票情報の相互補完が可能となり、統計調査の高度利用が実現できる。本研究の遂行により、集落営農をはじめとして、複数の農業統計調査のリンケージが行われた。集落営農実態調査のデータリンケージの結果、最長9年連続の調査がなされている集落営農が40%あることが明らかとなった。また、農業統計の調査票の残存状況の整理では、60%程度の集落で調査票が残存している可能性があることが明らかとなった。データリンケージより、パネルデータ化や統計調査間で調査票情報が相互補完され、統計調査の高度利用が実現できる。具体的には、(1)各省庁に調査票情報としてデータ化されている個別情報を用いたデータリンケージ実験、(2)調査原票の復元に基づくデータリンケージ実験の二つに大別される。(1)はさらに、(ア)農水省内の基幹統計と一般統計調査、(イ)他省庁統計調査と農水省統計調査、としてリンケージ実験を行う。(2)は調査原票からの復元を射程に入れ、リンケージの可能性を検討するものである。2014年9月には、第58回経済統計学会研究大会にて、企画セッション「公的パネル統計の展開方向」を企画した。この企画セッションでは、農林水産省の統計調査だけではなく、総務省、経済産業省、財務省、厚生労働省(国立社会保障・人口問題研究所)の統計調査も含めた4題の報告を用意し、データリンケージ手法も含めた公的パネル統計の展開方向について議論を行った。また、調査原票からの復元作業について、順次資料整理を集落単位で行い、集落単位での残存により構造変動の分析に利用であることを確認できた。農業経済学平成25年度では、第一に、農業統計の農水省内のデータリンケージ実験を行った。具体的には、農林業センサスの年度間リンケージ、農林業センサスと集落営農関連調査とのデータリンケージ実験を行った。第二に、農林水産統計と総務省など他省庁とのデータリンケージの検討を行った。第三は、調査原票からの復元を射程に入れたリンケージの可能性を検討であり、京都大学等に所蔵されている過去の農業センサス関連資料をもとに、データリンケージの有用性に基づき調査項目の共通性の検討を行った。平成26年度は以下のように研究を進めていく予定である。第一は、農業統計の農水省内もしくは他省庁間とのデータリンケージ実験であり、平成25年度に引き続き、統計調査間のデータリンケージを実施する。それに加えて、平成25年度に検討した統計調査のリンケージも追加申請に着手する。第二に、調査原票からの復元を射程に入れたリンケージの可能性を検討は、前年度の検討結果に基づき、1960年以降の農家の構造変動に関する実証分析の可能性の検討を行う予定である。研究分担者の執行状況を鑑み、経費が不足していると判断されたので、当該研究分担者の配分を次年度に増やすべく、研究代表者の執行を抑制することで対応することにした。ただし研究全体の計画には影響は出ていない。一部の分担者に対して、研究代表者が今年度保留にしていた研究費相当分を追加的に配分することで、データ・資料整理等の予算を拡充し、研究を計画どおり遂行し、当初の目標を達成できるようにする。
日本型人工内耳教育支援システムの構築に関する研究

聴覚特別支援学校に着目した場合、人工内耳装用児・家族に対し、早期から就学後に至る支援を一貫して、継続して支援することが重要であり、このため地域連携機能を活用し校内の諸機能を整備することが必要不可欠な要件であると結論し、「特別支援教育体制における人工内耳装用児・家族支援モデル」を提案した。本研究は、人工内耳装用児・家族の支援を時系列に沿って捉えることにより、社会資源としての教育機関や医療機関の特長を明らかにし、発達の各期において特別支援教育の果たすべき支援内容を構造化して示したものとして独自性がある。平成22年度は、人工内耳装用児(当事者)及び保護者アンケート調査の実施及び国内外の情報収集において,特に難聴児のインクルージョンの現状と課題について理解を深め,人工内耳装用児に対する教育プログラムについて検討することを目的として、以下の研究を推進した。1.国内の聾学校を訪問(こばと聴覚特別支援学校他)し,教育現場における人工内耳装用児の指導の現状と課題について情報交換した。2.人工内耳に関する各種研修会に参加し,情報収集した。3.これまでの全国聾学校調査や海外調査(ドイツ、イギリス、アメリカ、オーストラリア)における人工内耳装用児のリハビリテーションプログラム,教育的支援をまとめ、長寿科学振興財団感覚器障害研究研究成果発表会(東京医療センター)、関東教育オディオロジー研究協議会第8回夏季講習会(東京都立葛飾ろう学校)において、報告した。5.少年期及び青年期における聴覚障害を有する人工内耳を装用する当事者(中学生、高校生、大学生)及び人工内耳装用児をもつ保護者の教育的支援に関する意識について基礎的な資料を得るために、人工内耳友の会〔ACITA〕親子の部を対象として「人工内耳装用児をもつ及び保護者人工内耳装用児(者)の意識に関するアンケート調査」を実施した。平成23年度は、人工内耳装用児(当事者)及び保護者アンケート調査のまとめ及び国内外の情報収集において,人工内耳装用児に対する教育プログラムについて検討することを目的として、以下の研究を推進した。1.国内の聾学校を訪問(こばと聴覚特別支援学校、横須賀市立聾学校他)し,教育現場における人工内耳装用児の指導の現状と課題について情報交換した。2.聴覚医学会、特殊教育学会等、各種研究会に参加し,人工内耳に関する情報収集をした。3.全国聾学校を対象とした人工内耳に関する調査の結果を長寿科学振興財団感覚器障害研究研究成果発表会(東京医療センター)において、報告した。4.アメリカワシントンにおけるThe Alexander Graham Bell Associationの主催による2011Listening & Spoken Language Symposiumに参加し、小児人工内耳リハビリテーション、指導の実際に関する情報を収集した。5.少年期及び青年期における聴覚障害を有する人工内耳を装用する当事者(中学生、高校生、大学生)及び人工内耳装用児をもつ保護者の教育的支援に関する意識について基礎的な資料を得るために、人工内耳友の会〔ACITA〕親子の部を対象として「人工内耳装用児をもつ及び保護者人工内耳装用児(者)の意識に関するアンケート調査」を実施し、結果を分析し、まとめた。本研究は,以下の2点を目的としている。1)国内外の人工内耳装用児支援プログラムに関する調査及び保護者,担当教員に対する面接調査により,人工内耳装用児に対する教育支援活動の現状を明らかにする。2)日本型の人工内耳装用児に対する教育支援システムを提案する。本年度の研究実施状況は以下のとおり。1)国内の聾学校を訪問し,教育現場における人工内耳装用児の指導の現状と課題について情報収集した。2)聴覚特別支援学校、人工内耳施術医療機関、人工内耳装用児(当事者)及び保護者を対象として、アンケート調査及び面接調査の実施し、人工内耳装用児に対する教育プログラムについて検討した。ア.人工内耳装用児・家族に対し、「特別支援教育体制における人工内耳装用児・家族支援モデル」を提案した。イ.本研究を通して人工内耳装用児支援に関与した教員に半構造化面接を実施し、M-GTAにより質的解析を行った。3)日本型の人工内耳装用児に対する教育支援システム及び特別支援学校での教育相談活動から就学期における教育支援の体制化について、人工内耳装用児・家族への早期支援モデルを提案した。本年度の研究成果は以下のとおり。研究成果は、国内の関係学会(聴覚医学会、日本リハビリテーション連携科学学会に論文投稿(原著)した。ア.教育・療育期の人工内耳装用の聴覚補償とコミュニケーションと支援に関する検討. Audiology Japan,56,65-72,2013.イ.人工内耳装用児・者における聴取・会話能力と学校適応および教育的支援に関する検討.リハビリテーション連携科学,14(1),92-99,2013.また、10月ミュンヘン大学(ドイツ)で開催されたInternational Symposium onRemedial and Special Education)で人工内耳装用児の保護者調査の一部を口頭発表した。(本年度の研究実施状況)

1.平成23年度に実施した人工内耳装用児を持つ保護者(206名)を対象として、現在の人工内耳装用による聞こえと言語理解状況や教育機関における適応、情報補償などの支援の実態について調査し、人工内耳装用児の教育・療育支援の在り方を明らかにすることを目的としたアンケート調査を分析した。2.平成23年度に実施した教育機関に在籍している人工内耳装用当事者(64名)を対象として、人工内耳装用による聞こえと理解、コミュニケーション法に関する実態と満足度、および学校への適応と課題について明らかにすることを目的として、アンケート調査を分析した。3.国内の聾学校を訪問(宮崎県立都城さくら聴覚支援学校,横須賀市立聾学校他)し,教育現場における人工内耳装用児の指導の現状と課題について情報収集した。4.特別支援学校(聴覚障害)担当教員5名を対象に面接調査を実施し、人工内耳装用児の支援に関する校内組織、人工内耳手術後の保護者への支援、必要な専門性に関する現状認識とあり方に関して校内事例を検討した。(本年度の研究成果)1.上記保護者アンケートの分析結果を、聴覚医学会に投稿し、Audiology Japan, 56(2), 2013, 2に原著論文として掲載された。2.上記人工内耳当事者アンケート分析結果を、リハビリテーション連携科学会に投稿した。3.平成22年度からの人工内耳調査結果を、第50回日本特殊教育学会学会企画シンポジウムで発表した。海外調査は予定通り実施した。国内調査については、データが多く、分析が終了していないが、適宜処理している。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画にのっとり、アンケート調査・面接調査について聾学校をはじめ、各関係機関・関係者の協力を得て実施した。また、学会発表をとおして、情報収集に努めた。これまで集積した研究データを基に、学会発表、投稿を予定している。また、研究3年次にあたり、国内外の実地調査の実施によって、人工内耳装用児の教育環境の現状や課題、先進的事例を把握することができた。今後は、聾学校教員を対象とした面接調査等の質的研究や訪問調査を実施することにより、日本型の人工内耳装用児に対する教育支援システムを提案するための理論の構築を図る。今後はこれらの情報を基に初期の目的である、人工内耳装用児の教育的支援に関するシステム構築に向けた研究を進める予定である。
作業支援パートナロボットの確率論的協調メカニズムに関する研究

自動車等の組立作業ラインには,未だ産業用ロボットには困難な多くの作業がある.それらの作業では,作業者が自ら必要な部品や工具を取りに行き,選択し,作業場所に戻り,作業を行っており,作業者の負担増加と作業ミス誘発の原因となっている.そこで,本研究では,ロボットが困難な作業は人間が行い,人間の負担となる作業をロボットが支援することでこのような問題を解決することを目的として,作業者の行動を観察し,作業者の状態・意図・行動を推定・予測する確率論的協調メカニズムを構築するとともに,必要な部品や工具を必要な時に作業者に手渡すことができる作業支援ロボットを開発し,人間ロボット協調作業基盤技術の構築を行った.自動車等の組立作業ラインには,未だ産業用ロボットには困難な多くの作業がある.それらの作業では,作業者が自ら必要な部品や工具を取りに行き,選択し,作業場所に戻り,作業を行っており,作業者の負担増加と作業ミス誘発の原因となっている.そこで,本研究では,ロボットが困難な作業は人間が行い,人間の負担となる作業をロボットが支援することでこのような問題を解決することを目的として,作業者の行動を観察し,作業者の状態・意図・行動を推定・予測する確率論的協調メカニズムを構築するとともに,必要な部品や工具を必要な時に作業者に手渡すことができる作業支援ロボットを開発し,人間ロボット協調作業基盤技術の構築を行った.本研究課題は,自動車等の組立作業ラインにおける産業用ロボットによる自動化が困難な工程において,人間の負担となる作業をロボットが支援することによって,作業者の負担軽減や作業ミスの防止を行うことを目的としている.本年度は,作業者状態推定手法と操作力意図理解手法について開発を行う予定であったが,実験の都合上,作業者状態推定手法と協調的部品工具供給手法について開発を進めた.本年度の成果は次のとおりである.1.作業者の行動履歴からマルコフモデルを用いて作業者の行動のモデル化を行い,それを基に作業者の行動を解析し,作業箇所の抽出および分類を行うことで作業者の状態を推定する手法を開発した.これにより,従来は事前に行っていた手作業による作業分析を行う必要がなくなり,実用性が格段に高まった.2.作業者の行動モデルと計測される作業者の位置から作業者の行動予測を行い,その予測を基に作業者に協調して部品と工具の供給を行う手法を開発した.この手法により作業に付随する待ち時間が短縮されることにより,作業効率の向上が認められた.また,部品・工具の受け渡しタイミングのずれがなくなり協調作業のミスがなくなった.3.これまでに開発してきた軽量高可動範囲ロボットアームに改良を加え,様々な状況におけるロボットアームの機構・形態について検討を進めた.またそれに伴い,部品・工具供給システムについても開発を行い,検討を進めた.4.実際の製造ラインで実験を行う前に原理確認を行うための模擬実験環境を整え,上記の項目について評価実験を行った.従来の手法と提案するシステムを導入した場合について実験を行った結果,作業時間の短縮効果と作業ミスの未然防止効果を得られることが認められた.本研究課題は,自動車等の生産現場において組立工程などの産業用ロボットによる自動化が困難な工程において,ロボットが作業者を適切に支援することによって,作業者の負担軽減や作業ミスの未然防止を行うことを目的としている.本年度は,物理的インタラクションシステムの開発とこれまでに得た知見を基に複数台ロボットへの拡張を進めた.また,生産現場への試験導入を通してシステムの評価を行った.本年度の成果は以下のとおりである.1.物理的インタラクションシステムの開発:昨年度までの成果を基に,物理的インタラクションシステムにおける意図理解手法と知的衝突安全システムの開発を行った.作業者からの物理的なインタラクションを基に適応的にロボットの動作を生成することで,作業者の好みの動作を実現するとともに衝突時の安全性を向上させた.2.複数台ロボットへの拡張:これまでに開発したそれぞれの手法およびシステムを,複数台のロボットにより実現するためのフレームワークへと拡張した.本年度は新規に移動ロボットの開発を行い,これまでに開発したロボットアームとの連携実験を行った.これは,昨年度までに開発を行った大型部品搬送システムや重量物搬送システムにも適用可能である.3.定量的評価実験と改良:これまでに開発したシステムを実際に生産現場に試験導入を行うことで,その有効性の確認を行い,ハードウェアおよび制御アルゴリズムの改良を行った.本研究課題は,自動車等の生産現場において組立工程などの産業用ロボットによる自動化が困難な工程において,ロボットが作業者を適切に支援することによって,作業者の負担軽減や作業ミスの未然防止を行うことを目的としている.本年度は,大型部品搬送システムの検討・開発および重量物搬送システムの検討・開発を進めた.また,ロボットへの部品・工具供給システムの開発を行った.本年度の成果は次のとおりである.1.本研究課題において物理的インタラクションシステムを開発するにあたり,より多様な作業支援パートナロボットを開発する必要が生じたため,新たに大型部品搬送システムの検討・開発を進めた.このシステムは搬送対象部品をこれまでの作業支援パートナロボットと比べて大型の部品としており,作業者はロボットにより搬送された部品そのものを直接受け取り作業を行う.よって新たな課題として,搬送部品の作業者への手渡し動作が挙げられる.この手渡し動作は作業者と息の合ったタイミングで行われる必要がある.これらの機能を実現するための技術について検討を行い,システムの開発を進めた.現在は試作機がおおよそ完成し,動作確認まで終えている.2.また,上記の理由から重量物搬送システムについても検討・開発を進めた.

このシステムでは作業者が重量物の搬送を行うためのアシストと組付けを行う際の作業支援を行う.これらの機能を実現するために,ロボットには自動で重量物を運搬する自律動作と作業者の操作に基づいて動作する協調動作が求められる.これらの機能を実現するメカニズムについて,モックアップの試作を行い検討を進めた.3.実際の製造ラインへの導入実験を行うにあたり欠かすことのできないロボットへの部品・工具を供給するためのシステムの開発を行った.これにより,評価実験を行うために必要な作業支援パートナロボットを構成するハードウェアが一通り揃った.本年度は,作業者状態推定手法と協調論的部品工具供給手法について開発を行い予備実験により効果の検証を行っている.また,軽量広可動範囲アームのおよび部品・工具供給システムについても検討が進んでいることから,本研究は,当初の計画どおりおおむね順調に進展していると評価できる状況にある.25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,研究開発の過程において,より多様な工程へ適用可能なシステムの開発を行う必要が生じたため,そのハードウェアの開発を優先して行った.当初の予定とは開発の順序が前後するが,これは最終年度までに達成する予定の複数台ロボットへの拡張を行うために必要な開発項目であるため,全体としての進捗に遅れは生じていない.また,ロボットへの部品・工具供給システムが完成したため,導入実験を行うために必要なハードウェアが揃ったことから,本研究は,おおむね順調に進展していると評価できる状態にある.本年度は,本研究課題における基盤技術である作業者状態推定手法と協調的部品工具供給手法がマルコフモデルを用いた手法により,状態推定の精度が上がるのみならず作業予測を行えるまで進歩したことは今後の研究の推進に大いに貢献すると考えられる.今後は,当初の計画で提案したように方法論の一般化を行い,様々なパートナロボットへ適用することで社会への還元ができるレベルまで進展させることを目指す.また,作業者の意図理解手法を開発することで適応的な動作計画を行う衝突安全システムを構築することを重点課題として進める.25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,物理的インタラクションシステムの開発として,操作力意図理解手法の開発および知的衝突安全システムの開発を行う予定であったが,開発過程において,より多様な工程へ適用可能なシステムの開発を行う必要が生じたため,そのハードウェアの開発を優先して進めた.今後は,まず複数台ロボットへの拡張を視野に入れたシステムの検討・開発を行う.システムの検討を行う上で,物理的インタラクションシステムの開発についても同時に検討し,開発を進める.これらは適宜実作業を対象として評価実験を行い改良を加える.また,作業者の意図理解手法を開発することで適応的な動作計画を行う衝突安全システムを構築することを重点課題として進めることに変わりはない.
ゼブラフィシュ卵黄細胞の中胚葉誘導活性に関与する遺伝子の単離と機能解析

脊椎動物の初期発生において、中胚葉および内胚葉の形成はその後の形態形成の基礎となる重要な過程である。これまでに、小型脊椎動物モデルであるゼブラフィシュにおいては、最も初期の中胚葉と内胚葉は、卵黄細胞からのシグナルによって誘導されることを明らかになっている。しかし、その分子的機構については不明な点が多く、特に中胚葉誘導や内胚葉形成に関与する機構については分かっていない。そこで本研究では、卵黄細胞特異的に発現する遺伝子を多数単離し、得られた遺伝子の機能解析をする事を通して、卵黄細胞の持つ誘導能の分子的機構を明らかにすることにした。そのためにまず、卵黄細胞特異的遺伝子を濃縮したサブトラクションライブラリを作成し、そのライブラリから約600クローンを独自に開発したin situ hybridization screening法でスクリーニングした。その結果、30以上の独立な卵黄細胞で発現するクローンを単離する事に成功した。さらに、それらのクローンをモルフォリノオリゴで特異的に機能阻害することにより、上記の現象に関与するクローンを探した。その結果、モルフォリノオリゴで機能を阻害すると内胚葉を全て欠失する、226D7クローンを見出した。226D7クローンの遺伝子全長は新規のSOX型転写因子をコードしており、発生の初期、胞胚期から原腸期胚期にかけて、卵黄細胞と内胚葉前駆細胞で発現していた。さらにそれらの発現は内胚葉形成に重要な働きをすることがすでに知られていたNodalシグナルの下流で制御されていることが分かった。また、モルフォリノオリゴによる機能阻害実験と合成RNAによる機能亢進実験の結果、226D7は初期内胚葉の形成に必要十分な機能を持っていることを明らかにした。
高精度電子状態理論の開発:配置を使用した量子モンテカルロ法

電子の振る舞いを決定するシュレーディンガー方程式を、乱数を使って解く方法を量子モンテカルロ法と呼ぶが、今回の研究では電子を粒子(電子の座標)ではなく、電子配置によって表す新しい量子モンテカルロ法を開発した。この方法の利点は、通常の量子モンテカルロ法の大きな問題点である試行波動関数依存性がないことである。我々は、この方法の並列計算が可能な一般的なプログラムを開発し、テスト計算によって厳密解が得られることを確かめた。我々が提案した配置を使用した量子モンテカルロ法を、量子化学計算パッケージGAMESSに組込み、汎用性の高いプログラムを完成させた。これまでのテストプログラムでは、Full-CI次元が10^4程度のサイズの分子しか扱えなかったが、今回、開発したプログラムでは、3.4×10^<38>(=2^<128>)のサイズまで扱うことができる。(プログラム中のパラメーターを変えることによって、扱えるサイズをさらに大きくすることは容易である。)テスト計算として、水分子の高精度計算を行ったが、結果はCCSD(T)法で与えられる値と比較して2mHartree程の差しかなかった。使用したサンプル数10^8個に対して、Full-CI次元は5×10^12次元であるため、この程度の大きなサイズの計算においても、Full-CI計算の次元よりも少ないサンプルを使って正確な解を求めることが可能であることを確かめることができた。このプログラムは並列計算にも対応しており、現在のところ、32CPUを使用して27.5倍の加速が得られている。また、理論を励起状態にも拡張した。一般的に量子モンテカルロ法では、励起状態計算は目的とする励起状態の情報を必要とするが、今回の方法では、それらの情報は不必要であるという利点がある。計算精度は、基底状態計算と同様に、サンプル数を増加させることによって常に向上する。これらの結果を学会誌(Chemical Physics Letters)にて発表した。より大きな分子の計算を目的として、昨年度に完成させた配置を使用したモンテカルロ法のプログラムの一般化とチューニングを行った。電子配置の記録の方法を変えたことにより、計算のできる分子のサイズ(軌道数)は、64軌道から任意の軌道数を扱うことができるようになった。また、エネルギー計算の方法を変分的なものから中間規格化を用いた非変分的なものに変えたことにより、計算速度はN(配置数)の2乗からNに依存するようになり、非常に高速化された。この非変分的なエネルギー計算方法は、並列計算にとっても都合が良い。また、サンプリングに関しては、軌道エネルギーを用いたメトロポリスサンプリングの開発を行い、ランダムサンプリングと比較して計算精度が向上するということを確かめた。しかしながら、計算速度と計算精度のバランスでは、これまでのランダムサンプリングの方が、優れていることが分かった。そこで、ランダムサンプリングと重要ではない電子配置のカットオフを組合わせることによって計算の高速化を行い、適切なカットオフのしきい値と時間ステップを用いれば、計算精度を落とさず、計算速度を劇的に向上させることができることを確かめた。また、1重項状態を効率的に計算するために、電子配置のα電子とβ電子の行列式の対称性を用いた新しいサンプリング法も開発した。このサンプリングによって考慮する電子配置の数は約半分となり、モンテカルロ法による統計誤差を減少させることができた。論文は、既に専門誌に投稿済みである。今年度のプログラムとアルゴリズム開発により、大きなサイズの分子の計算が可能になった。また、大きな基底関数が使えるようになり、より厳密な計算が行えるようになった。
自然画像のカテゴリ-化におけるプロトタイプ形成の規定要因

視覚パタ-ンのカテゴリ-化に関する従来の研究は,幾何学的図形やドットパタ-ン,図式的な顔といった人工的な刺激図形を用いており,動物や植物といった自然界の視覚パタ-ンのカテゴリ-化に関する研究はほとんど行なわれていない.本研究は,自然界の視覚パタ-ンである蝶を刺激として使用し,そのカテゴリ-化を規定する要因を実験的に明らかにすることを目的とした.まず,蝶図形のプロトタイプを設定し,それに変換規則を適用して各事例を作成した.こうしてできた事例を用いて,Franks & Bransford(1971)と同様のやり方で一連の学習再認実験を行った.実験結果は,次のように整理できる.(1)変換次数の増加にともない確信度が低下するという幾何図形を用いた研究と同様の結果は得られなかった,(2)再認確信度に強く影響するのは,実験者が定めたプロトタイプと各事例との主観的類似度でもないし,変換次数でもなく,Rosch,E.らが日常的カテゴリ-化においてその重要性を指摘している家族的類似度(FRS)である,(3)蝶図形を構成する各物理的特徴の再認確信度に及ぼす影響度は一様でなく,前翅,後翅の影響度が大きく,主観的類似度判断への影響度が一番大きかった色の影響度は,再認実験では低下した.(3)については,前翅・後翅の模様という特徴の,蝶類(正確には鱗翅目)における分布を考えることによって説明できる.すなわち,前翅・後翅の色彩班紋は,同一の科に属するものであれば,かなり共通しており(擬態や変異は別として)また,ある科に属する蝶の翅に頻繁に出現する班紋は,その他の科の蝶ではそれほど出現しない。従って,我々にとって顕著な特徴は,蝶を区別する上でも妥当な手がかりでもある.このように,実験室外の、自然界における特徴の分布に関する日常的知識が,本実験における被験者の蝶図形の認知に影響を及ぼし,その結果,各特徴の貢献度に差をもたらしたと考えられる。
妊婦におけるクロラムフェニコール膣錠の血中移行性と安全性の評価

クロラムフェニコール(CP)膣錠は、妊婦における細菌性膣炎に対して使用される。CPが母体へ投与された場合、胎盤移行性が良いことが知られており、CP膣錠には母体に対する局所作用が必要となる。添付文書上、CP膣錠使用時にCPは母体の血中へ移行しないと記載されているが、妊婦における高感度測定法を用いた血中移行性の評価は十分に実施されていない。本研究では、細菌性膣炎の妊婦におけるCP膣錠の血中移行性を定量的に評価し、その関連因子を明らかにした。対象は、浜松医科大学病院において細菌性膣炎に対してCP膣錠を使用した妊婦とした。CP膣錠使用開始2日目以降の投与直前に採血を行った。血漿中CP濃度をLC-MS/MS法にて測定(定量下限、100pg/mL)し、その血漿中濃度と母体の関連要因として、投与日数、母体臨床検査値(CRP、肝機能・腎機能検査値、白血球数)、開始時妊娠週数および経産数を評価した。また、血漿中濃度の新生児への影響として、出産週数、出生体重およびアプガースコアとの関係を評価した。本研究は浜松医科大学の倫理審査承認を受け実施した。CP膣錠を使用したすべての妊婦の血液よりCPが検出され、その濃度範囲は50ng/mL以下であった。また、細菌性膣炎の妊婦において、血漿中CP濃度には個人差が存在することが示されたものの、その濃度は静脈内投与時の治療域(5-20μg/mL)と比較し、極めて低値であった。血漿中CP濃度と投与日数との関係では、有意な負の相関が認められた。また、反復投与に伴うCPの血中における蓄積性は確認されなかった。一方、投与日数以外の血漿中CP濃度との関連因子は認められなかった。CP膣錠を使用する細菌性膣炎の妊婦において、CPの血中移行性が確認された。さらに、その血漿中濃度には個人差も認められ、投与日数とともに血中移行性が低下することが確認された。
氷期海洋深層水の炭酸イオン濃度の定量的復元－氷期炭素レザバーの探索

本研究は最終氷期に大気二酸化炭素濃度低下分の炭素が海洋深層に貯蔵されていたことを証明するため、有孔虫殻の溶解量を利用して深層水炭酸イオン濃度を定量的に復元することを目標としている。従来の研究で利用されてきた有孔虫殻の溶解指標である殻重量や殻破片率には溶解量を定量的に測定できないという問題があり、深層水炭酸イオン濃度の定量的復元は不可能であった。そこで本研究は東北大学総合学術博物館に設置されたマイクロフォーカスX線CTスキャナ(以下MXCT)による殻密度測定を有孔虫殻の定量的な溶解指標として提案した。MXCTによる有孔虫殻密度測定を溶解指標として利用した研究はJohnstone et al, 2010, Marine Micropaleontology, 77.を除いて前例がない。また、有孔虫の殻密度や殻内部構造が溶解にともなってどのように変化するのかという基本的な理解が不足していた。そこで本研究はまず「MXCTによる有孔虫殻内部構造の観察と殻密度分布の解明」および「炭酸塩に不飽和な環境における有孔虫殻の溶解プロセスの解明」という二つの課題に取り組んだ。その結果、かつてない程詳細な浮遊性有孔虫殻の溶解プロセスが明らかになり、さらにMXCTを用いた測定により殻溶解量の定量化が可能であることを示した。この成果は論文にまとめられ、国際誌Plaeoceanographyに掲載される予定である。また本研究の最終的な目標である深層水炭酸イオン濃度復元のため、海底堆積物中に保存された浮遊性有孔虫殻について新手法を用いた溶解量測定を実施した。その結果、堆積物中の有孔虫殻溶解量と深層水炭酸イオン濃度との間には優位な相関関係はみられなかった。そのため今後の研究の展開においては「堆積物中における浮遊性有孔虫殻溶解メカニズムの解明」が課題になると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は最終氷期に大気CO_2濃度低下分の炭素が海洋深層に貯蔵されていたことを証明するため、有孔虫殻の溶解量を利用して深層水[CO_3^<2->]を定量的に復元することを目標としている。そこで本研究ではマイクロフォーカスX線CTスキャナ(以下MXCT)を利用した有孔虫殻の定量的な殻密度測定を新たな手法として提案した。平成25年度は実施計画で予定していた溶解実験を行い「有孔虫殻内部構造の観察と殻密度分布の解明」および「炭酸塩に不飽和な環境における有孔虫殻の溶解プロセスの解明」という二つの課題に取り組んだ。実験では溶解前の浮遊性有孔虫殻(Globigerina bulloides)を160個体拾いだし、同サイズの有孔虫殻40個体を選定した後、東北大学でMXCTによる殻内部構造と殻密度分布の測定を行った。次に選定した有孔虫殻を用いた溶解実験を海洋研究開発機構で実施し、溶解させた有孔虫殻の内部構造と密度分布を再びMXCTにより測定した。上記の実験により溶解前後の殻内部構造と殻密度分布の変化が比較可能となり「有孔虫殻の内部構造と殻密度分布」および「有孔虫殻の溶解プロセス」について以下の成果が得られた。MXCTによる有孔虫殻内部構造の詳細な観察は本研究が初めてであり、殻密度の異なる2層構造を持つことが明らかになった。またこれまで不明であった内部構造に基づく溶解プロセスが明らかになった。特にMXCTによって示される殻密度の頻度分布(CT値ヒストグラム)の形状が溶解前後で変形することが示され、CT値ヒストグラムが有孔虫殻の溶解指標として応用できることを提案した。この成果はMXCTが氷期の[CO_3^<2->を復元する上で鍵となる定重的な炭酸塩溶解指標として有効であることを示しており、今後の発展が期待される。

そのため今後の研究の展開においては「堆積物中における浮遊性有孔虫殻溶解メカニズムの解明」が課題になると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究でX線CTスキャナを用いた手法が炭酸塩の溶解量を定量的に示す溶解指標として有効であることが示されており、おおむな順調である。平成25年度は実験水槽内の有孔虫殻の溶解について研究し、X線CTが溶解指標として有効であるという成果を得た。そこで今後は、実際の海底堆積物における有孔虫殻の溶解量をX線CTにより測定し、現場海水の炭酸イオン濃度との比較を行い、炭酸イオン濃度を定量的に復元する換算式の構築を目指す。堆積物試料は赤道太平洋で採取された表層堆積物試料(マルチプルコアラーにより採取)を利用する。その際これまでの研究で利用した浮遊性有孔虫種G. bulloidesは赤道城には生息しないため他の種(主にG. sacculifer)を用いる。そこでG. bulloidesで実施した溶解実験を基礎に他種を用いた溶解指標を作成する。溶解実験ならびにMXCT測定は平成25年度に引き続き海洋研究開発機構および東北大学において実施する。
廃熱の有効利用－熱エネルギーを用いたサイレンサーの基礎検討－

我々は熱音響現象を用いたこれまでにない新しい原理のサイレンサーの提案をした.熱音響現象を用いると,熱エネルギーと音エネルギーの相互エネルギー変換が可能となる.我々は廃熱の熱エネルギーを用いて,音エネルギーを抑え込むことが可能ではないかと着想した.熱音響サイレンサーのプロトタイプを作製し,原理確認実験を行った.ある条件においては十数パーセント程度の低下を確認することができた.また,我々は自動車のマフラーを想定した実験を行い,有効な実験結果を得た.熱音響現象を用いることによって,音と熱エネルギー間の相互エネルギー変換が行われる.この現象を利用することによってサイレンサーを構築する可能性を目指している.スタックに形成された温度勾配とサイレンサーの特性の関係を調査するため,温度勾配と音圧振幅の関係,温度勾配と周波数の関係についての詳細な測定を継続して進めている.それらの結果より,スタックの材質が性能に大きく影響する可能性を示唆するデーターが得られた.また,簡易的ではあるが,音響時間差分法を用いたシミュレーションについても取り組んでいる.これらの結果を基に新しいスタックを提案・作製し,そのサイレンサー特性の調査した.ガラス管を束ねた形のガラススタックやポリイミドチューブを束ねた形のポリイミドスタックにおける測定を行った.これらの結果より,ある条件においては,従来のハニカムセラミックスやステンレスメッシュを重ねたスタックよりも良い性能が得られる可能性を見いだした.熱音響現象を利用することによってサイレンサーの構築を提案している.φ40mmのパイプを用いた実験において熱音響サイレンサーの効果を確認した.今年度も,スタックに形成された温度勾配と音圧振幅の関係,温度勾配と周波数の関係についての詳細な測定実施した.温度勾配を持つスタックを複数配置することによって,消音効果の増大を狙い,実験的にその効果を確認した.これらの結果より,スタックの設置方法が消音効果に影響を与えることが確認された.この結果を基にスタックの設置位置が与える影響について検討を進めていく予定である.管内の音場についても大きく影響することが確認されたため,音場を変更した検討も進めている.我々は熱音響現象を用いたこれまでにない新しい原理のサイレンサーの提案をした.熱音響現象を用いると,熱エネルギーと音エネルギーの相互エネルギー変換が可能となる.我々は廃熱の熱エネルギーを用いて,音エネルギーを抑え込むことが可能ではないかと着想した.熱音響サイレンサーのプロトタイプを作製し,原理確認実験を行った.ある条件においては十数パーセント程度の低下を確認することができた.また,我々は自動車のマフラーを想定した実験を行い,有効な実験結果を得た.熱音響現象によって,音エネルギーと熱エネルギーの相互エネルギー変換が行われる.そのエネルギー変換を詳細に測定することによって,温度勾配と音響的な減衰の関係を明らかにし,サイレンサーの可能性を狙っている.熱音響現象による,音エネルギーによる熱エネルギーの移動と,それによって引き起こされた温度勾配との関係を導き出す.スタック(ハニカムセラミック,細金属管を束ねたもの,金属を積み重ねたもの)にヒーターで温度勾配を作製し,そこに騒音想定した音波をラウドスピーカで照射し,スタック前後での音響情報の変化を詳細に測定した.また,スタック内に発生する温度勾配の変化も重要な情報であることから詳細に計測した.これらの測定結果より,サイレンサーを構成するスタックの流路径や温度差により,熱音響効果や散逸効果による減衰の割合が異なることが示された.また,消音効果の向上には,スタック両端に付加する温度差を小さくすることが必要であると考えられる.本研究では『廃熱の有効利用ー熱エネルギーを用いたサイレンサーの基礎検討ー』の実現を目指した.このサイレンサーは,軽量で小型の設備とすることが可能となり,発生してしまった音を到達させない(散乱/吸収),跳ね返す(反射)方法ではなく,熱音響現象を用いて,捨てられるべき,使われていない熱エネルギーを用いて,騒音である音エネルギーを減衰させることにより実現するものである.熱音響現象とは,音エネルギーと熱エネルギーの相互エネルギー変換である.そのエネルギー変換を詳細に測定することによって,サイレンサーの可能性を図った.その結果,使われていない熱エネルギーを用いることによって,音エネルギーを減衰させることに成功した.つまり,熱音響サイレンサー実現可能と考えられる.熱音響現象による,音エネルギーによる熱エネルギーの移動と,それによって引き起こされた温度勾配との関係に着目し,検討を進めた.スタック(ハニカムセラミック,細金属管を束ねたもの,金属を積み重ねたもの)にヒーターで温度勾配を作製し,そこに騒音想定した音波をラウドスピーカで照射し,スタック前後での音響情報の変化を詳細に測定した.その結果,音の音圧,周波数や,スタック内に発生する温度勾配,スタックの形状が大きなパラメーターであることを分かった.実際の内燃機関を想定し,様々な検討を行い,熱音響サイレンサーの実現の可能性を得た.その結果より,スタックの設置方法に大きく影響することが確認された.これらの結果より,熱音響サイレンサーは実現することが可能と考えられ,未利用熱エネルギーの有効利用に向けて今後とも研究を推進していく必要があると考える.熱音響工学,超音波エレクトロニクス熱音響サイレンサーに用いるスタックの新しい提案ならびに作製・測定を実施した.しかしながら,他業務ならびに家庭事情(育児,出産など)により,当初の計画より遅れている.スタックに形成された温度勾配と音圧振幅の関係,温度勾配と周波数の関係についての詳細な測定実施し,熱音響サイレンサーに用いるスタックの設置位置などに影響することが確認され,それらについて検討を進めている.本研究助成申請時に提案した熱音響サイレンサーにおけるI.温度勾配と音圧振幅の関係とII.温度勾配と周波数の関係についての測定は順調に実施している.

これらの成果より,『熱エネルギーを用いたサイレンサー』の構築を目指す.温度勾配を強制的に付けることによって,熱音響現象によって生じさせ,音エネルギーを減衰させる原理でサイレンサーの実現に向けての検討を進める.サイレンサーに用いるスタックなどの材料,形状の選定を進める.共鳴管内の音場(音圧,粒子速度,インテンシティなどの空間的-時間的変化)を詳細に測定することにより,選定を進めて行く.スピーカから照射する音波の音圧振幅とスタック前後の温度勾配を変化させ,その時の共鳴管内の音場(音圧,粒子速度,インテンシティなどの空間的-時間的変化)を詳細に測定する.測定結果をもとに,数値計算を進めていく.その後,スタックなどの構成部品ではなく,サイレンサー全体形状に着目する.また,サイレンサーの全体材料に着目する.材料の熱伝導率と,材料と気体との熱伝達率を考慮することによって研究を進め,形状と材料の最適化を目指す.最後に試作したサイレンサーを用いて,進行波音場内においての実験を行う.測定系の共鳴管の右端を開放にし,管の全長を長くして反射の影響を防ぎ,測定を実施し,熱音響サイレンサーの可能性を探る予定である.サイレンサー形状,材料と温度勾配の関係,温度勾配と音響的な減衰の関係について検討を進めていく.これまでと同様の方法となるが共鳴管内の音場(音圧,粒子速度,インテンシティなどの空間的-時間的変化)を詳細に測定する.スピーカから照射する音波の音圧振幅とスタック前後の温度勾配を変化させ,その時の共鳴管内の音場(音圧,粒子速度,インテンシティなどの空間的-時間的変化)を詳細に測定する.管端の影響によって,管内の音場に影響を与えていることが確認されており,これらの影響についても検討を進める.また,サイレンサーの全体形状の影響にも着目する.管の断面積の影響や開放空間での可能性について検討する予定である.また,複数設置することに寄る効率化の可能性が確認されており,これらについても検討の実施を進める予定である.平成24年度以降これまでの測定を詳細に継続するとともに,スタックの材料、形状の選定を進める.測定系は共鳴管の左端にラウドスピーカを取り付け,右端を閉端としたものである.音圧の振幅,周波数が容易に測定可能な共鳴管を用いて実験する.共鳴管の壁面に圧力センサをフラッシュマウントで取り付け,共鳴管内の音場(音圧,粒子速度,インテンシティなどの空間的-時間的変化)を詳細に測定する.感度不足の場合,もしくはさらなる詳細な測定を実施するためには,コンデンサーマイクロフォンである,プローブマイク<現有設備>にての測定も実施する.当初の計画通り,熱音響サイレンサーの可能性を探るための実験を実施する.その実験を実施するための温度センサーやシステムを構成するフランジ,スタック,スタックを構成する部品等を購入する予定である.
有機・無機複合ナノコンポジットの磁気的性質

我々は、層状銅水酸化物にインターカレートされる有機分子の構造によって、無機層の磁気特性が変化することをすでに見いだしている。今年度は、二つの全く異なる磁気特性を、同一の物質の上で実現することに成功した。試料は、アゾベンゼン部位を分子末端にもつ長鎖カルボン酸をインターカレートした層状銅水酸化物である。この系は、メタノールを溶媒とした合成直後には交互単分子膜構造をとっている。この有機層は、アセトニトリルに分散させることにより、交互単分子膜構造から二分子膜構造へと徐々に変化する。このような構造変化は、LB膜や生体膜の一部で知られていたが、無機層状物質内でも生じることが分かったのはこれが初めての例である。さらに興味深いことに、この二分子膜相を元々の合成溶媒であるメタノールに浸して加熱すると、交互単分子膜構造に戻ることが分かった。つまりこの系は、異なる分散媒に浸すことにより、可逆的に層構造変化をひき起こすわけである。交互単分子膜相と二分子膜相の磁気測定を行った。単分子膜相は全温度域で常磁性的性質を示すのに対して、二分子膜相の磁化率は10K付近で発散し、この相が弱強磁性体であることが分かった。溶媒に浸すことで常磁性相が強磁性相に転じるというわけで、Solvato-Magnetismとも呼ぶべき現象である。有機と無機の複合ナノコンポジットをつくることにより、有機物らしい性質と無機物らしい物性を結びつけることができたと考えている。
フリップ・フロップ流れによる均等多数噴流群の構築に関する研究

本研究では,平成16年度において菱形角柱群流路内のLeading edge近傍の詳細な流れの特性を明らかにすることができ、またフリップ・フロップ流れによる均等多数噴流群の形成状況に関しても,PIVを用いた可視化計測実験からその特性の一部を明らかにしてきた.17年度では,フリップ・フロップ流れが発現している菱形角柱群流路内において,カセグレレンズを用いたマイクロPIVによる可視化計測実験を実施するとともに,フリップ・フロップ流れによる均等多数噴流群の構築を行うことを目的として,エアーカーテンなどの応用に向けた安定流体膜の形成条件などを明らかにするための基礎的研究を行った.まず,マイクロPIV結果では,菱形角柱群流路内の分流領域におけるRear edge及びLeading edge付近での流速分布特性を明らかにし,フリップ・フロップ流れの発現メカニズムをまとめることができた.次に,フリップ・フロップ流れを利用した安定流体膜の形成条件に関しては,フリップ・フロップ管路とアンビバレント管路との組み合わせによって流体膜装置の開発が可能であるが,それ以上にスリット管路を併設することによって流体膜の安定化が図られることが明らかとなった.以上のように,交差流れを主流とし,縦渦を含むフリップ・フロップ流れに対して,それぞれの流れと渦のせん断方向を異にするスリット流れを並行に共存させることによって均等多数噴流群を構築することができ,流体工学的に興味ある混相流界面現象を発現させることができた.このようなフリップ・フロップ流れとスリット流れを共存させた複合流体を用いれば,破断し難く,流路延長化もできる安定した流体膜の形成が期待でき,エアーカーテンを始め,各種の環境保全機器への応用が可能であることが明らかとなった.本研究では,平成16年度において菱形角柱群流路内のLeading edge近傍の詳細な流れの特性を明らかにすることができ、またフリップ・フロップ流れによる均等多数噴流群の形成状況に関しても,PIVを用いた可視化計測実験からその特性の一部を明らかにしてきた.17年度では,フリップ・フロップ流れが発現している菱形角柱群流路内において,カセグレレンズを用いたマイクロPIVによる可視化計測実験を実施するとともに,フリップ・フロップ流れによる均等多数噴流群の構築を行うことを目的として,エアーカーテンなどの応用に向けた安定流体膜の形成条件などを明らかにするための基礎的研究を行った.まず,マイクロPIV結果では,菱形角柱群流路内の分流領域におけるRear edge及びLeading edge付近での流速分布特性を明らかにし,フリップ・フロップ流れの発現メカニズムをまとめることができた.次に,フリップ・フロップ流れを利用した安定流体膜の形成条件に関しては,フリップ・フロップ管路とアンビバレント管路との組み合わせによって流体膜装置の開発が可能であるが,それ以上にスリット管路を併設することによって流体膜の安定化が図られることが明らかとなった.以上のように,交差流れを主流とし,縦渦を含むフリップ・フロップ流れに対して,それぞれの流れと渦のせん断方向を異にするスリット流れを並行に共存させることによって均等多数噴流群を構築することができ,流体工学的に興味ある混相流界面現象を発現させることができた.このようなフリップ・フロップ流れとスリット流れを共存させた複合流体を用いれば,破断し難く,流路延長化もできる安定した流体膜の形成が期待でき,エアーカーテンを始め,各種の環境保全機器への応用が可能であることが明らかとなった.菱形角柱群流路内に発現するフリップ・フロップ流れに関する種々の流れの特性を明らかにし,流体工学的に大変興味ある流れであることを明らかにしてきた.その応用開発に向けては,管路からの流出領域のある範囲までは流れ場の流速・流量の均等化が可能であり,均等多数噴流群として種々の流体工学的制御が期待できる.そのためには,流路内の第三列目から第四列目にかけての分流領域における分岐端であるLeading edgeに発生するエッジトーン現象とフリップ・フロップ流れとの関係の解明などが重要である.本研究では,PIVによる流れの可視化計測装置を用いて,Leading edge近傍の詳細な流れの特性などを明らかにするために,フリップ・フロップ流れによる均等多数噴流群の構築に関する基礎的研究を行った.従来の菱形角柱群管路に性質の異なる二つの流れを意味するアンビバレント流れを発現する管路を接続し,流出する前後での流れの可視化実験を行った.さらに,それらの管路に並行にスリット管路も付けて,空気を流体に選んだPIV計測も行った.その結果,フリップ・フロップ流れの発現とエッジトーン現象の関係を明らかにするとともに,フリップ・フロップ流れとアンビバレント流れを組み合わせることによって流出噴流の流れの均等性を維持することができ,さらにスリット流れの界面での相互干渉効果で流れの拡散等が抑えられ,安定した均等多数噴流群の構築が可能であることを明らかにすることができた.本研究では,平成16年度において菱形角柱群流路内のLeading edge近傍の詳細な流れの特性を明らかにすることができ、またフリップ・フロップ流れによる均等多数噴流群の形成状況に関しても,PIVを用いた可視化計測実験からその特性の一部を明らかにしてきた.17年度では,フリップ・フロップ流れが発現している菱形角柱群流路内において,カセグレレンズを用いたマイクロPIVによる可視化計測実験を実施するとともに,フリップ・フロップ流れによる均等多数噴流群の構築を行うことを目的として,エアーカーテンなどの応用に向けた安定流体膜の形成条件などを明らかにするための基礎的研究を行った.

まず,マイクロPIV結果では,菱形角柱群流路内の分流領域におけるRear edge及びLeading edge付近での流速分布特性を明らかにし,フリップ・フロップ流れの発現メカニズムをまとめることができた.次に,フリップ・フロップ流れを利用した安定流体膜の形成条件に関しては,フリップ・フロップ管路とアンビバレント管路との組み合わせによって流体膜装置の開発が可能であるが,それ以上にスリット管路を併設することによって流体膜の安定化が図られることが明らかとなった.以上のように,交差流れを主流とし,縦渦を含むフリップ・フロップ流れに対して,それぞれの流れと渦のせん断方向を異にするスリット流れを並行に共存させることによって均等多数噴流群を構築することができ,流体工学的に興味ある混相流界面現象を発現させることができた.このようなフリップ・フロップ流れとスリット流れを共存させた複合流体を用いれば,破断し難く,流路延長化もできる安定した流体膜の形成が期待でき,エアーカーテンを始め,各種の環境保全機器への応用が可能であることが明らかとなった.