hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
省エネ付加物付プロペラの設計支援ツールの開発に関する研究

プロペラに取り付けられる省エネ付加物とプロペラの相互干渉を考慮して、省エネ付加物付プロペラの流体力学的な最適化を行うツールの開発を行った。省エネ付加物はプロペラの後方にプロペラ翼数と同じ枚数でプロペラ直径の40%程度の翼を取り付けるタイプのものである。最適化問題の解法には実数値遺伝的アルゴリズムを用いている。本ツールを用いて最適化された省エネ付加物付プロペラの性能を模型実験によって計測し、本ツールの有用性を確認した。(1)前方配置型付加物付プロペラの性能試験手持ちのプロペラにピッチの異なる5種類の前方配置型付加物を組み合わせ、九州大学の回流水槽において単独性能試験を行った。この際、それぞれの付加物のプロペラに対する周方向の取り付け角度を4通り設定し、前進係数0.6から0.8までの範囲で推力およびトルクを計測し、効率を求めた。付加物の省エネ効果を調べるため、付加物を取り付けないプロペラ単体の性能試験も行った。付加物付きの試験によって、付加物のピッチやプロペラに対する周方向の取り付け角の違いがプロペラの推力、トルクに及ぼす影響が明らかとなった。本実験結果は後述する前方付加物付プロペラ性能計算法の計算精度検証にとって有益なデータとなる。(2)前方配置型付加物付プロペラの性能計算法の開発と計算精度の検証九州大学で開発したパネル法SQCMによる定常プロペラ性能計算法をベースとし、前方配置型付加物付プロペラの性能計算法を開発した。プロペラの前方に配置された付加物の後流渦がプロペラを貫かないように、付加物の後流渦の形状をプロペラによる誘導速度を考慮して流線追跡で求めた。計算結果を(1)で得られた実験結果と比較したところ、本計算法は実験結果の定性的な傾向を捉えることができることが分かった。(3)五孔ピトー管によるプロペラ後流場の計測プロペラ単独性能試験(Propeller Open Test)用オープンボートの後方にプロペラを取り付けたぐいわいる「逆POT」状態で、五孔ピトー管を用いてプロペラ後方における流れ場の3方向速度成分の計測を行うシステムを構築した。ここでは後方配置型付加物を対象として、付加物有り無しでプロペラ後流、特にバブ後方流場を計測し、後方配置型付加物によりハブ渦による周方速度が弱めらることを確認した。1.前方配置型付加物について(1)昨年度開発した前方配置型付加物付プロペラの性能計算法を用い、付加物のピッチやプロペラと付加物の間隔等のパラメータを種々変更することにより、性能が向上すると思われる付加物を4個選び、摸型試験を行った。(2)模型試験の結果、4個の付加物いずれもプロペラと組み合わせると効率が低下した。昨年度の計算法は、付加物付プロペラの性能を過大評価するという問題があることが判明し、計算法の改善が必要となった。(3)付加物の後流渦の変形を考慮し、さらにプロペラについてハブ渦を考慮することで計算法の改善を図ったところ、実験で得られた4個の付加物の影響が精度良くシミュレートできることが分かった。(4)1の(3)に示した計算法によって再度、付加物のパラメータスタディを行ったが、性能が向上する付加物は得られなかった。そこで、当初の計画通り、前方配置型と共に研究対象としていた後方配置型付加物付プロペラの性能計算法の開発に着手することにした。2.後方配置型付加物について(1)後方配置型付加物については既に設計法が考案されているため、まずは従来の方法により付加物を1個設計して模型試験を行い、プロペラ性能が向上することを確認した。(2)1の(3)で開発した計算法をベースに後方配置型付加物付プロペラ性能計算法を開発し、実験結果と比較した。計算結果は実験結果と同程度にプロペラ性能が向上していることを確認した。(3)2の(2)で開発した計算法とプロペラ設計支援ツールを組み合わせ、省エネ付加物付プロペラの設計支援ツールを開発した。本年度はプロペラの形状は固定して、プロペラ性能が向上するように付加物の形状を最適化する。(4)2の(2)とは異なる手持ちの2つのプロペラについて後方配置型付加物の形状を最適化し、模型試験を行ったところ、プロペラ性能が向上していることが確認できた。来年度は、これらの形状を同時に最適化することで、さらなる性能向上を目指す。(1)プロペラと付加物それぞれの推力・トルクを計測することにより、平成23年度に開発した後方配置型付加物付プロペラ性能計算法の精度検証を行った。平成23年度に従来の方法により設計した付加物に加え、直径を変更した付加物2個、ピッチ分布を変更した付加物2個およびキャンバー高さを変更した付加物1個について、プロペラと付加物の間にわずかに隙間を設け、それぞれを別々のプロペラ単独性能試験装置を用いて同じ回転数で回転させ、それぞれの推力・トルクを計測した。付加物の違いにより付加物およびプロペラの推力・トルクは異なるが、計測結果と計算結果を比較したところ、両者の傾向は良く一致していた。

付加物とプロペラの干渉において、付加物とプロペラが受け持つ推力とトルクの割合が重要であるが、計測結果と実験結果を比較したところ、各付加物においてこれらの割合の傾向は良く一致しており、後方配置型付加物付プロペラ性能計算法が妥当であることが確認できた。(2)後方配置型付加物とプロペラの干渉を考慮してそれぞれの形状の両方を同時に最適化できるようなプロペラ設計支援ツールを開発した。さらに得られた付加物とプロペラの模型を製作し、水槽試験により性能を確認した。付加物のみ最適化した場合、プロペラ単独状態に比べ同じ荷重度において約1.9%の効率向上であったのに対し、付加物とプロペラの干渉を考慮して両方同時に最適化したものは、約2.4%の効率向上であった。このことから、付加物とプロペラの干渉を考慮して両方同時に最適化する方が、付加物だけ最適化するよりも省エネ効果が大きいことが分かった。プロペラに取り付ける付加物の最適化のためには付加物付プロペラ性能計算法の高精度化が重要であるが、本年度は前方配置型付加物付プロペラ性能計算法および後方配置型付加物付プロペラ性能計算法の両方の高精度化が達成でき、付加物最適化の基盤となるツールを保有するに至ったのは大きな成果である。前方配置型付加物についてはプロペラ性能を向上させるのが困難のように思われたので、後方配置型付加物に重点をおくことにするが、どちらか片方のタイプの付加物でもプロペラの性能が従来よりも向上すれば十分なので、研究の遅れとは考えていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は後方配置型付加物に重点をおき、プロペラと付加物の干渉を考慮して、当初の研究計画どおり後方配置型付加物とプロペラの両方の形状を同時に最適化する。
術後認知機能障害における脳内耐糖能異常の影響の解明と予防法の確立

1.今年度は、アジア系人種の特徴を有する2型糖尿病(DM)モデルのTSOD(Tsumura Suzuki Obese Diabetes)マウスに吸入麻酔薬を使用し、その後の脳内耐糖能異常とPOCDの因果関係を解明することを目的に研究を開始した。2型DMモデルのTSODマウスにおいて、脳内耐糖能異常を確認するためにインスリンよる細胞内シグナル伝達系の活性化について検討した。その結果、加齢に伴い脳全体のインスリンシグナル伝達系の一つが低下していることを見出した。さらに、新規物体認識試験やY字迷路試験を用いて、吸入麻酔薬投与後の認知機能低下を評価している。2.脳内の細胞内シグナル伝達系で重要な役割を果たしているprotein kinase AとCのシグナルを活性化することによって、神経膠細胞の一つであるアストロサイト(初代培養)に発現しているアミロイドβ蛋白(Aβ)の分解酵素であるネプリライシンおよびインスリン分解酵素の発現を調節していることを見出した。また、この発現調節によってアストロサイトによるAβの分解も調節されることを明らかにした。現在、学術論文投稿中である。3.初代培養神経細胞およびアストロサイトに麻酔薬を投与した際の細胞内シグナル伝達系の活性化やAβの産生系および分解系に関わる酵素の発現変化について検討を開始している。4.脳炎がその後の認知機能に影響を与えることから、脳炎を模倣する薬剤用いて初代培養アストロサイトの細胞内シグナル伝達系の活性化に検討を行った。特にインスリンシグナル伝達系に関わるタンパクの活性化が誘導されていることを明らかにした。今年度の当初の研究実施計画にあった初代培養神経細胞およびアストロサイトによる検討は、順調に遂行することができている。また、本研究計画を発展させるために学会に参加し情報収集することで、当初の研究計画には無かった研究事項も加えて遂行することができている。しかし、所属機関変更およびそれに伴う実験動物の入手に時間を取られたことから、上記区分を選択した。1.行動試験:新規物体認識試験やY字迷路試験を用いて、吸入麻酔薬投与後の認知機能低下を評価する。2.生化学的解析:1引き続きウエスタンブロット法にて、インスリン受容体基質(IRS)-1の特定部位のリン酸化は、インスリン抵抗性(耐糖異常)の指標のひとつとして考えられていることから、インスリンにより応答する蛋白(IRS-1などのシグナル伝達系蛋白のリン酸化など)の発現および活性化、また記憶に関与するシナプスに発現する蛋白の発現変化についても調べる。2ELISA法:脳内のインスリンおよび脳内グルコース濃度への影響について調べる。3.免疫組織学的解析:上記で検討した蛋白について、脳内(特に、記憶に関係する海馬)の部位別における発現変化を調べる。4.初代培養神経細胞およびアストロサイトを用いて、認知機能改善効果があるドネペジルやインスリン抵抗性改善薬であるピオグリタゾン(脳内移行性が高いインスリン抵抗性改善薬)およびメトホルミン(血液脳関門機能強化作用)による細胞内シグナル伝達系およびAβの産生系および分解系に関わる酵素の発現変化について検討する。

4.初代培養神経細胞およびアストロサイトを用いて、認知機能改善効果があるドネペジルやインスリン抵抗性改善薬であるピオグリタゾン(脳内移行性が高いインスリン抵抗性改善薬)およびメトホルミン(血液脳関門機能強化作用)による細胞内シグナル伝達系およびAβの産生系および分解系に関わる酵素の発現変化について検討する。(理由)平成30年度の研究実施計画が、おおむね順調に行うことができたこと。また、当初予定していた糖尿病モデルマウスのによる検討が、本研究代表者が所属変更となり、本研究の移動等に少し時間を取られた。以上のことより、次年度使用額が生じた。(使用計画)1.本年度に引き続き、ウエスタンブロット法にて、インスリン受容体基質(IRS)-1の特定部位のリン酸化は、インスリン抵抗性(耐糖異常)の指標のひとつとして考えられていることから、インスリンにより応答する蛋白(IRS-1などのシグナル伝達系蛋白のリン酸化など)の発現および活性化、また記憶に関与するシナプスに発現する蛋白の発現変化についても調べる。また、ELISA法および免疫組織学的解析などによって、上記で検討した蛋白や脳内グルコース濃度について、脳内(特に、記憶に関係する海馬)の部位別における発現変化を調べる。2.初代培養神経細胞およびアストロサイトを用いて、認知機能改善効果があるドネペジルやインスリン抵抗性改善薬であるピオグリタゾン(脳内移行性が高いインスリン抵抗性改善薬)およびメトホルミン(血液脳関門機能強化作用)による細胞内シグナル伝達系およびAβの産生系および分解系に関わる酵素の発現変化について検討する。
ナノスケール大気粉塵中微量元素のリアルタイム分析による発生源の推定

1 μm以下のナノスケール大気粉塵をICP-MSに直接導入し大気粉塵中微量元素濃度をリアルタイムモニタリングすることに成功した。大気粉塵(AP)のリアルタイムデータと走査透過型電子顕微鏡(STEM)を用いた大気粉塵一粒子の形状観察結果を、風向・降雨等の気象要素と照合して、大気粉塵の発生源を解明した。【積分時間10msを用いた大気粉塵単一ナノ粒子の測定】80mのタイゴンチューブを5号館屋上より1階の実験室まで設置し大気粉塵を750ml/minで吸引できるようにした。その一部を250ml/minの速度で取り出し、DMAを用い粒径毎に分け更にAPMを用いて質量毎に分け、特定の比重を持つ大気粉塵を選択した。その後、選択した大気粉塵を損失することなく空気ガスをアルゴンガスに変換するため、ガス交換装置に通しICP-MSに直接導入した。検出されるスパイク状の信号を校正するため、脱溶媒装置を取り付けた超音波ネブライザーにより鉛標準溶液を噴霧して生成したエアロゾルをバイパスよりICP-MSに直接導入した。直径90nmで質量が0.458fgの大気粉塵単一ナノ粒子中の鉛濃度は1417%であった。30秒間に検出されたスパイク状の信号から鉛全量を求め、鉛の大気粉塵濃度として34.4pg/m^3を算出した。粒径別大気粉塵を13段階に濾紙上に捕集した後、フィルターごと酸分解して求めた鉛全量濃度は26.3pg/m^3であり、2s以内で一致を示した。【積分時間10msを用いた2.5μm以下の大気粉塵の測定】DMAとAPMを取り外し、2.5μm以下の大気粉塵(PM2.5)を吸引しサンプリングした。PM2.5の大気粉塵中の鉛平均濃度は3.92ng/m^3であったが、一つ一つの大気粉塵中の鉛濃度は02000ng/m^3と大きく変動した。粒径別大気粉塵を3段階に濾紙上に捕集した後、フィルターごと酸分解して求めた鉛全量濃度は9.01ng/m^3であり、2s以内で一致を示した。【装置の校正】装置校正のため、超音波ネブライザー(USN)及び脱溶媒装置から導入したエアロゾル状のCrと、標準ガス発生装置から導入したCr(CO)_3ガスの信号強度の比較からUSNの導入効率を正確に求めた。同様にUSNから噴霧されたエアロゾルをシリンジフィルター上に捕集した。これを0.1M HNO_3 10mLを用いて抽出を行い、抽出物の信号強度からPbを含む12元素(Cr,Ti,V,Mn,Co,Ni,Cu,Zn,Mo,Sb,Ba,Pb)の導入効率を算出した。標準ガスを用いて算出したUSNのCr導入効率及びフィルター捕集により算出したUSNのCr導入効率は、それぞれ11.1±0.1及び11.6±0.1%と良い一致を示した。同様に、フィルター捕集により算出した導入効率はCr及び検討を行ったその他11元素で良い一致を示した。【粒径1.0μm以下の大気粉塵のリアルアイムモニタリング】インパクターを通して粒径く1.0μmのAPMを選定し、その一部を分岐させた。その後、ガス交換器を通してガス分子を空気からArに変換させ、ICPMSに直接導入し、リアルタイム測定を行った。同時にAPMをニトロセルロースフィルター(孔径0.025μm)上に捕集した。測定終了と同時にフィルターを回収し、マイクロ波分解を行った。測定はPbを含む15元素の多元素分析を行った。リアルタイム測定及びフィルター捕集による平均濃度は7元素で良い一致を示したが、残りの8元素では一致しなかった。酸化物の融点及び沸点が低い元素は62-132%と比較的良い回収率を示したが、酸化物の融点及び沸点の高い元素に関しては回収率が50%以下であった。このことから、APMがICPMSのプラズマに導入された際に酸化物として存在している元素が完全に気化されていない可能性が考えられる。【リアルタイムモニタリングの実施】粒径1 μm以下の大気粉塵を直接プラズマ(ICP)に導入し、ICP-MSを用いて2.5分の間隔でリアルタイムモニタリングを2011年11月9日、16日及び12月12日、13日に実施した。【回収率の補正】粒径1 μm以下の大気粉塵をサンプリングしている時に、一部の大気粉塵をフィルター上に捕集し、大気粉塵中の金属元素を定量した。リアルタイムモニタリングで観測された信号は、脱溶媒装置を取り付けた超音波ネブライザーを用いて定量した。

モニタリングデータをフィルター捕集のデータで割り、金属の回収率を求めた結果、V, Co, As, Mo, Sb ,Tl, Pb等の酸化物の融点の低い元素は回収率が良いのに対し、Tl, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Sn, Ba等の酸化物の融点の高い元素は回収率が低かった。この原因はプラズマの中に直接導入された大気粉塵が、完全に原子化されイオン化されていない為だと考えられる。リアルタイムモニタリングのデータは回収率を考慮に入れ補正を行った。15元素についてリアルタイムモニタリングを行った結果、酸化物の融点及び沸点の低い元素については正確なリアルタイムモニタリングができることを明らかにした。しかし、酸化物の融点及び沸点の高い元素についてはプラズマ中で完全にイオン化していないことが明らかになった。24年度が最終年度であるため、記入しない。酸化物の融点及び沸点が低い元素については、リアルタイムモニタリングを継続して行う。そして、風向、風速、降雨等の気象要素との相関を解析することにより、ナノスケール大気粉塵の起源を明らかにする。酸化物の融点及び沸点の高い元素のモニタリングを行う場合には、プラズマ温度を上げるためにICPMSのRF Powerを増加させることやプラズマ内の滞留時間を増加させるためにキャリアガス流量を減らしたり、サンプリング位置を調節する方法が考えられる。
東アジアにおける地域協力枠組み発展の政治過程

第1の目的であった東アジアにおける地域協力枠組み成立と発展に関する基礎的情報をできるだけ詳細記録することについては、3年間で国内外の約10ヵ国以上に出張し、約70名からの聞き取り調査を行った。そのうちインタビュー記録の許可を得た50人分のインタビュー記録を作成し、ワーキングペーパーとしてまとめた。第2の目的である、収集された基本資料や二次文献をもとに、20世紀後半から21世紀にかけての東アジア地域協力枠組みの進展の歴史を分析・記述することについては、以下にリストアップする研究者各自の論文や著書などで発表された。このような研究によって、ASEAN内部の共同体形成をめぐる政治とならんで、中国のパワーの増大、日中政治関係、自由貿易協定作成の動向、金融協力の進展などの重要性が明らかになってきた。第3の目的の東アジアにおける地域統合に関する新たな理論的展開をめざすという点に関しても、その成果については、以下にリストアップする研究者各自の論文や著書で発表を行った。このような作業を通じて、ASEANをコアとする多重の地域枠組み形成が東アジアの地域統合の特徴であること、各国における民主化の進展が地域枠組み内部の規範の形成もうながすこと、制度化の進展における危機の果たす役割が重要であること、主要国間の権力移行のダイナミックスが地域統合にも影響を及ぼすことなどの理論的仮説が形成され、今後のさらなる検討課題となった。本研究における第1の目的である「地域協力枠組みの成立と発展に関する基礎的情報の記録」においては、H21年度は9月に北京、2月にシンガポール、H22年6月にインドネシア(繰越)に出向き、東アジアにおける地域主義の専門家や政策担当者からの聞き取り調査を積極的に行った。また8月と2月には国内でも専門家から聞き取り調査を行った。第2の目的「収集された基本資料などをもとに20世紀後半から21世紀にかけての東アジア地域協力枠組みの進展の歴史を叙述する」という点においては、インタビューの記録の編集などをもとにワーキングペーパーの作成をすすめると同時に、1ヶ月に1回程度、研究会を開き、各担当者と進捗状況を確認しながら着々とすすめているところである。また、第3の目的「綿密な分析をベースに、他地域の地域統合の事例と比較検討することで地域統合に関する新たな理論的展開をめざす」という点においては、聞き取り調査などで収集した資料やデータをもとに、計画的に分析をすすめているところである。研究代表者および研究分担者は、これまでの研究実績に、上記の資料収集と研究活動の成果を付け加えつつ、雑誌論文10件、学会報告3件、著書(共著を含む)を14件、発表した。特に中国や東南アジアにおける聞き取り調査の結果が、かなりの数の論文に反映された。本研究における第1の目的となる「地域協力枠組みの成立と発展に関する基礎的情報の記録」については、H22年度は7月に厦門・南寧、10月にソウル、2月に北京、H23年6月にソウル(繰越)に出向き、東アジアにおける地域主義の専門家や政策担当者からの聞き取り調査を積極的に行った。また6月と11月と3月には国内でも専門家から聞き取り調査を行った。H23年度はさらに数名の聞き取りを行う予定である。第2の目的「収集された基本資料などをもとに20世紀後半から21世紀にかけての東アジア地域協力枠組みの進展の歴史を叙述する」という点においては、インタビューの記録の編集などをもとにワーキングペーパーの作成をしている。また、1ヶ月に1回程度、定期的に研究会を開き、各担当者と進捗状況を確認しながら歴史の叙述をすすめている。第3の目的「綿密な分析をベースに、他地域の地域統合の事例と比較検討することで地域統合に関する新たな理論的展開をめざす」という点においては、収集した資料やデータをもとに、計画的に分析をすすめている。H22年度は、研究会でそれぞれの分析した研究結果などを発表し他地域の地域統合の事例と比較しながら意見交換を積極的に行った。研究代表者および研究分担者は、これまでの研究実績に、上記の資料収集と研究活動の成果を活かすことができ、この研究における聞き取り調査の結果は、かなりの数の論文や発表などに反映された。

第1の目的であった「東アジアにおける地域主義ないし多国間外交の焦点とみなされるASEAN+3ならびに「東アジア首脳会議」さらには「6か国協議」や「上海協力機構」など地域協力枠組み成立と発展に関する基礎的情報をできるだけ詳細記録することについては、3年間で国内外の約10ヵ国以上に出張し、約70名からの聞き取り調査を行った。そのうちインタビュー記録の許可を得た50人分のインタビュー記録を作成し、ワーキングペーパーとしてまとめた。このワーキングペーパーは、地域統合の実務者しか知り得ない貴重な情報などを研究する基調な資料となった。第2の目的である、収集された基本資料や二次文献をもとに、20世紀後半から21世紀にかけての東アジア地域協力枠組みの進展の歴史を記述することについては、研究者各自の論文や著書などで20世紀後半から21世紀にかけての東アジア地域協力枠組みの進展の歴史について分析を進めた。インタビュー記録の分析は、今後も進め、さらに包括的な歴史叙述に取り組む方向である。第3の目的の東アジアにおける地域協力枠組みの進展の過程についての綿密な分析をベースに、他地域の地域統合の事例と比較検討することで、・地域統合に関する新たな理論的展開をめざすという点では、一ヶ月に1回のペースで行われている研究会などで、それぞれの研究分野の発表・意見交換などをしながら研究をすすめ、その成果においては、メンバーの論文や著書で発表を行った。より体系的な理論構築は、今後の課題である。
ヒト染色体ディセクションによる外骨腫(がん抑制)遺伝子単離と腫瘍抑制機構

<1.染色体顕微鏡切断・微量DNAクロ-ニング法の改良>___ー:(1)染色体標本作製時における短時間細胞固定および迅速分染、(2)切断片の乾燥状態での集積と微量(1nl)のproteinaseK溶液・phenol/chloroformを用いたDNA抽出法の導入、(3)制限酵素NlaIIIに代わるSau3AIの採用による染色体DNAの消化、(4)染色体Sau3AI断片5'端に相補的な10mer linkerとそれに相補的な20mer primerの導入によるPCR、(5)psoralenー紫外線照射法の開発による汚染DNA混入防止、などの新しい手法の導入あるいは開発により、(1)では従来の染色体作製方法において生ずる染色体DNAの脱プリンやnickingを最小限に抑えること、(2)ー(5)ではクロ-ン取得効率の増大、PCR前及びその最中に生ずる汚染あるいは由来不明DNA混入を減少させることが可能になった。<2.クロ-ンが8番染色体由来であることの検証>___ー:46個のクロ-ンをランダムに選択しプロ-ブとして、サザン法によりヒト全ゲノムDNA、ヒト8番染色体のみを含むヒト・マウス雑種細胞、およびマウス細胞とのhybridizationシグナルを調べた。46個中9個のクロ-ンでシグナルを検出した。うち6個はsingleーcopy DNAで、残りはrepetitive DNAであった。8q23ーq24のdissectionで得たPCR産物(2ug)をbiotinated duTPでラベルし、100ー500倍量のヒト全ゲノムDNAとの競合hybridizationの後、染色体上でfluorescence in situ hybridizationを行い、avidinーFITCと結合させた。8q23ーq24部位にFITCスポットを検出した。即ち、これらのクロ-ンは外骨腫遺伝子断片を含んでいる可能性が高い。<3.陽性クロ-ンを用いたヒトゲノムDNAライブラリ-のスクリ-ニング>___ー:上記の陽性クロ-ンをプロ-ブにして、プラ-クhybridizationを行った。10万個のプラ-ク中陽性シグナルを2個に認めた。現在、このクロ-ンを用いてTRPS患者DNAを解析中である。
LHC実験に関連する素粒子現象論

右巻きトップクォークが複合粒子であった場合、LHC実験でヒッグス粒子の生成断面積がどのように変化を受けるかを調べた。私の得た結果によると、標準模型のカットオフスケールが1TeV程度以下なら、LHC実験でのヒッグス粒子生成断面積は20%程度の補正を受ける可能性があることがわかった。この結果はJHEP誌に論文として発表されている。また、萩原薫氏、R.Liao氏、A.D.Martin氏、T.Teubner氏と共同で、標準模型からのミューオン異常磁気能率の予言をアップデートした。我々が中国での国際会議Phipsi09で発表したところによると、標準模型からのミューオン異常磁気能率の予言値は、実験値から4σほど離れている。この会議で我々が発表した内容は、arXiv: 1001.5401としてウェブ上に公開されている。また、論文も準備中である。また、Sweet Spot SUSY模型と呼ばれる模型に右巻きニュートリノを加えた模型で、レプトンフレーバー数を破る稀過程がどれほど起こるか研究した。私の得た結果によると、スイスPSI研究所で進行中のMEG実験で、近い将来にmu->e gamma崩壊が観測される可能性があることがわかった。この結果は2010年3月の日本物理学会第65回年次大会で発表した。今年度はLHC実験開始直前の準備として、LEP実験における電弱精密測定の最終結果およびmuon g-2の測定結果から予想される超対称模型のパラメータ領域がどのあたりであるか調べた。我々の結果によると、数百GeV程度の質量をもつスレプトンは電弱精密測定およびmuon g-2の結果と無矛盾である。この程度の質量をもつ超対称粒子はLHC実験で発見されることが以前から知られており、LHC実験への期待がさらに高まったことになる。また、LEP実さてきてにおいて得られたデータによると、レブトンの角度分布の非対称性から抜き出したワインバーグ角の値と、ハドロンの角度分布の非対称性から抜き出したワインバーグ角の値との間に3シグマほどのれがあることが知られている。我々は後者のデータを捨てた場合について、超対称標準模型について上記の電弱精密解析を行ったところ、100GeVから200GeV程度の軽いスレプトンがよくデータに合うという結果を得た。この結果はお茶の水女子大の曹助教授、KEKの萩原教授、KEK/総研大の松本氏との共同研究として、論文として準備中である(プレプリント番号KEK-TH1236,OCHA-PP-298)。この研究を通して得られた結果の一部は2007年秋に北海道大学で行われた日本物理学会第62回年次大会において発表した。また、この研究および関連する研究に関しては、上に述べた日本物理学会のほかにも、東大宇宙線研において2007年12月に開かれた研究会「初期宇宙と素粒子標準模型を超える物理」や、2007年9月に名古屋大学でのセミナー、2008年3月に行われた研究会「NP08」などで、いずれも招待講演として発表した。今年度もLHC実験本格稼働前の準備として、LEP実験における電弱精密測定の最終結果およびmuon g-2の測定結果から予想される超対称模型のパラメータ領域がどのあたりであるか調べた。また、LEP実験において得られたデータによると、レプトンの角度分布の非対称性から抜き出したワインバーグ角の値と、ハドロンの角度分布の非対称性から抜き出したワインバーグ角の値との間に3シグマほどのずれがあることが知られている。上で述べた結果の主要な部分はすでに平成19年度中に完成していたが、20年度はこれに加え、従来の論文の誤りを指摘する部分を書き加えたり、スタウのLeft-right mixingがTパラメータに大きく寄与する場合があることを指摘したり、比較的新しい模型からよいサンプルポイントを選んだりするなど、改良を多数加えた。この研究および関連した研究は、2008年9月に山形大学で行われた日本物理学会2008年秋季大会、静岡県伊東市において2008年8月に開かれた研究会「ミューオンを使った素粒子物理実験」や、2008年6月の研究会「SUSY08」、2009年3月の研究会「Hints09」で発表した。

我々が中国での国際会議Phipsi09で発表したところによると、標準模型からのミューオン異常磁気能率の予言値は、実験値から4σほど離れている。この会議で我々が発表した内容は、arXiv: 1001.5401としてウェブ上に公開されている。また、論文も準備中である。また、Sweet Spot SUSY模型と呼ばれる模型に右巻きニュートリノを加えた模型で、レプトンフレーバー数を破る稀過程がどれほど起こるか研究した。私の得た結果によると、スイスPSI研究所で進行中のMEG実験で、近い将来にmu->e gamma崩壊が観測される可能性があることがわかった。この結果は2010年3月の日本物理学会第65回年次大会で発表した。
有機アクティブマターの協同現象と履歴現象

本研究は,水中で化学エネルギーを運動エネルギーに変換する有機微粒子(ここでは有機アクティブマターと呼ぶ)が,多数の集団になったときに初めて現れる群れの現象と,過去の動きの履歴が時間発展の中に現れる現象を,バクテリアモデルとして構築し,その中での分子レベルのダイナミクスの時空間発展を理解することが目的である。有機アクティブマターの中でも,バクテリアサイズの等方相液滴や液晶滴に焦点を絞り,群れの動きや個々の時間発展に内在する,分子ー微細構造形成ーアクティブマターの動きという,動きの階層性の時空間発展の本質に迫る。本年度は,均質な有機アクティブマターを作製する手段として,成型機や3Dプリンターを活用し,サイズや形状が同一の樟脳やオレイン酸ナトリウムのタブレットを作製し,さらにそのタブレットを固定した舟を2つ作製し,これらが空気ー水界面もしくは油ー水界面でみせる集団としての運動モードを精査した。その結果,直線型水路において前方の舟に後方の舟が追随する運動モードでは,一定の距離を保つ場合と,距離が一定の時間間隔で振動する場合がみられ,これらは舟間領域の界面張力が舟間距離に依存して変化するためだと考えられる。広域空間で2つの舟が,自由に動く関節のある浮遊型コネクターでつながれている場合,コネクターごと舟は軌道運動をみせるが,2つの舟が関節において逆旋的に運動するとコネクターは一方向に往復しながら進むことが明らかになった。この運動は,コネクターによる制約条件のある2体運動という単純な形でのシミュレーションでも再現された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、これまで報告されてきた4-ヘプチルオキシベンズアルデヒド油滴のカチオン界面活性剤水溶液中での駆動現象において、マイクロ流体デバイスによって粒径均一化された油滴の大きさ、速度、界面活性剤濃度の相関について解析を行った。これにより、油滴の大きさが速度に影響を与える界面活性剤濃度領域と、大きさによらず速度がほぼ同じである濃度領域が存在することがわかった。これは、カチオン界面活性剤が油滴界面のみならず、油滴内部に溶解することで得られる化学エネルギーが、粘性によって散逸されるエネルギーと釣り合うことが要因であると考察した。また、アクティブマター内部で自己組織化することを目指した新規分子として、親水部と疎水部を交互にあわせもつ新規両親媒性分子を設計・合成した。これを水ーTHF混合溶媒に溶解した後、THFが徐々に揮発すると、ナノメートルサイズからマイクロメートルサイズにまで構造が多様化した弾性体を与えることがわかった。本年度予定していた研究課題をおおむね達成している。新規両親媒性分子の性質が明らかになったことから、これを有機アクティブマターに導入して、有機アクティブマターの駆動現象に与える影響を来年度精査する。また、有機アクティブマターの履歴現象を観察するための3次元迷路のプロトタイプも作製できたため、来年度、顕微鏡開発を同時進行させることができる段階に到達した。本年度は,有機アクティブマターを観察するためのデバイスに用いる材料開発を主眼に研究を行った。粒径が数十マイクロメートルの有機アクティブマターの動きの履歴現象を追跡するためには,同じ空間を動きまわるだけでなく,動いている間に空間そのものが変化する摂動を加えてその応答を観察する必要がある。デバイスの材料として用いられるポリジメチルシロキサンは熱によって形状可変であるが,観察系への加熱はアクティブマターの動きにも影響を与える。そこで,光によって局所形状可変な新規ポリジメチルシロキサンを開発した。このポリジメチルシロキサンは,主鎖末端のヘキサアリールビイミダゾールの光による切断と再結合によって,星型ポリマーとネットワーク型ポリマーとを繰り返し行き来できるものである。紫外線照射によって,このポリジメチルシロキサンが無溶媒下でも,流動化と非流動化を繰り返すことができることを実証した。本年度は,履歴現象を追跡するためのデバイスの新規材料開発を行うことができた。申請段階では履歴現象へのアプローチとして実現が難しいとされた,アクティブマターを動いている最中に空間を変形させるという摂動を,新規ポリジメチルシロキサンを利用することで新たに実現できるようになった。最終年度では,この材料を利用して,有機アクティブマターの動きの履歴現象の本質へ迫る。

本研究は,水中で化学エネルギーを運動エネルギーに変換する有機微粒子(ここでは有機アクティブマターと呼ぶ)が,多数の集団になったときに初めて現れる群れの現象と,過去の動きの履歴が時間発展の中に現れる現象を,バクテリアモデルとして構築し,その中での分子レベルのダイナミクスの時空間発展を理解することが目的である。有機アクティブマターの中でも,バクテリアサイズの等方相液滴や液晶滴に焦点を絞り,群れの動きや個々の時間発展に内在する,分子ー微細構造形成ーアクティブマターの動きという,動きの階層性の時空間発展の本質に迫る。本年度は,均質な有機アクティブマターを作製する手段として,成型機や3Dプリンターを活用し,サイズや形状が同一の樟脳やオレイン酸ナトリウムのタブレットを作製し,さらにそのタブレットを固定した舟を2つ作製し,これらが空気ー水界面もしくは油ー水界面でみせる集団としての運動モードを精査した。その結果,直線型水路において前方の舟に後方の舟が追随する運動モードでは,一定の距離を保つ場合と,距離が一定の時間間隔で振動する場合がみられ,これらは舟間領域の界面張力が舟間距離に依存して変化するためだと考えられる。広域空間で2つの舟が,自由に動く関節のある浮遊型コネクターでつながれている場合,コネクターごと舟は軌道運動をみせるが,2つの舟が関節において逆旋的に運動するとコネクターは一方向に往復しながら進むことが明らかになった。この運動は,コネクターによる制約条件のある2体運動という単純な形でのシミュレーションでも再現された。来年度は、3次元迷路作製と顕微鏡開発を進めて、有機アクティブマターとして自己駆動油滴の履歴現象の実験的解析法の確立を目指す。また、同顕微鏡は広視野での有機アクティブマターの同時観察にも適用可能であることから、群れ形成させた自己駆動油滴の追跡実験も試みる。最終年度は,3次元可変迷路の作製と顕微鏡開発を進め,有機アクティブマターとして自己駆動油滴の履歴現象の実験的解析法の確立を目指す。また同手法を,群れを形成させた自己駆動油滴やリン脂質液晶滴の追跡実験に適用して,動きの集団効果について本質に迫る。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
固体量子ビットにおけるデコヒーレンスの克服と量子誤り訂正コードの開発

中原と共同研究者は,多量子ビットゲートをモジュール化して量子アルゴリズムの効率的な実装法を開発した.最初これは数学的に理想的なホロノミック量子計算について解析したが,その後より現実的なジョセフソン接合を用いた量子ビット系について研究を行った.この方法で実際に21を素因数分解するにはどれだけの量子ビットと計算ステップが必要か具体的に求めた.ホロノミック量子計算に関しては,その後中原と大阪市大の谷村たちはGrassmann多様体上のStiefel多様体という理想化された状況で,与えられたホロノミーを最短ループで実現する厳密解を求めた.これによりMontgomeryが1991年に投げかけた等ホロノミー問題に完全な解答を与えた.中原と近藤は近畿大学にNMR量子コンピュータを立ち上げた.本研究では谷村達の協力を得てLie群のCartan分解から得られる時間最適解を求め,それを2量子ビットの分子を使ってNMR量子コンピュータで実行した.計算実行時間とゲート数の減少によりNMRのスペクトルが改善されることを実験的に確かめた.また,与えられた量子アルゴリズムUの後に,簡単なゲートWを加えWUと変更することにより,実行時間が減少できる可能性を指摘し,それをNMR量子コンピュータを用いて実行した.この場合実行時間とゲート数はさらに減少し,スペクトルはさらに改善された.UをWUに「飛ばす」ことから,この方法はワープドライブ,Wはワープゲートとよばれる.細谷はブラックホール時空におけるホーキング輻射を量子情報理論的に研究し,観測後の測定器をブラックホールに吸収させた場合のエントロピーの変化を研究したほか量子情報空間における計量の研究なども行った.黒田は量子ディットとしての可能性をもつ単一分子磁石Mn12錯体の化学的な物性を研究した.中原と共同研究者は,多量子ビットゲートをモジュール化して量子アルゴリズムの効率的な実装法を開発した.最初これは数学的に理想的なホロノミック量子計算について解析したが,その後より現実的なジョセフソン接合を用いた量子ビット系について研究を行った.この方法で実際に21を素因数分解するにはどれだけの量子ビットと計算ステップが必要か具体的に求めた.ホロノミック量子計算に関しては,その後中原と大阪市大の谷村たちはGrassmann多様体上のStiefel多様体という理想化された状況で,与えられたホロノミーを最短ループで実現する厳密解を求めた.これによりMontgomeryが1991年に投げかけた等ホロノミー問題に完全な解答を与えた.中原と近藤は近畿大学にNMR量子コンピュータを立ち上げた.本研究では谷村達の協力を得てLie群のCartan分解から得られる時間最適解を求め,それを2量子ビットの分子を使ってNMR量子コンピュータで実行した.計算実行時間とゲート数の減少によりNMRのスペクトルが改善されることを実験的に確かめた.また,与えられた量子アルゴリズムUの後に,簡単なゲートWを加えWUと変更することにより,実行時間が減少できる可能性を指摘し,それをNMR量子コンピュータを用いて実行した.この場合実行時間とゲート数はさらに減少し,スペクトルはさらに改善された.UをWUに「飛ばす」ことから,この方法はワープドライブ,Wはワープゲートとよばれる.細谷はブラックホール時空におけるホーキング輻射を量子情報理論的に研究し,観測後の測定器をブラックホールに吸収させた場合のエントロピーの変化を研究したほか量子情報空間における計量の研究なども行った.黒田は量子ディットとしての可能性をもつ単一分子磁石Mn12錯体の化学的な物性を研究した.中原とSalomaaは、縮退した量子系における非アーベル的断熱位相を利用して、量子計算に必要なユニタリー行列を構成するアルゴリズムを研究した。また、実際にこのアルゴリズムを用いて、任意の1-量子ビット・ユニタリー・ゲートや、CNOTゲートが構成されることを示した。通常、あるループを与えて、そのループに伴うユニタリー行列を求めることは、原理的に可能であるが、その逆問題、すなわちあるユニタリー行列に対し、それをホロノミーとして与えるループを求めることは困難である。中原たちは、この問題を変分問題として再定式化することにより解決した。さらに2-量子ビット系で、通常多くの基本量子ゲートをもちいて構成される離散Fourier変換ゲートを、単一のゲートで構成した。JoyntはSiGeヘテロ構造におけるスピン量子ドットを研究し、フォノンの吸収・放出によって生じるスピン緩和によるデコヒーレンスは、大きな障害とはならないことを示した。細谷は、ブラックホール時空におけるホーキング輻射を、量子情報理論的に研究した。思考実験として、観測後に測定器をブラックホールに放り込む場合を調べ、ブラックホール固有のエントロピーと通常の熱力学的エントロピーの和(一般化されたエントロピー)の増分は、測定器を放り込まなければ得られたであろう情報量以上となることを示した。黒田は量子ビットの構築素子として期待されているMn_<12>核錯体に対して、従来の醋酸基に変えてリン酸基を有する架橋基を導入した新規なMn_<12>核錯体を合成し、その構造解析と磁性測定を行った。導入されたリン酸基はMn_<12>核錯体の軸方向から配位しており、単一分子磁石としての特性を有することを明らかにした。近藤は分子磁石やリュドベルグ原子など多準位を持つ量子系を用いて量子計算を実現する試みを吟味し、このアイデアを液体ヘリウム上の電子系に適用する可能性を検討した。

中原とSalomaaは,超伝導量子ビットにおけるデコヒーレンスを克服する方法として,外界との相互作用を遮断するのではなく,多量子ビットゲートをモジュール化するデザインを研究し,それが量子ゲートの作動時間を飛躍的に減少させることを示した.さらにこのモジュールを用いてShorのアルゴリズムを超伝導量子ビットで実装する提案を行った.中原は近藤と協力して,量子アルゴリズムの加速をNMR量子コンピュータで実証する実験を行った.また,中原は大阪市大の谷村たちとStiefel多様体における接続に付随するホロノミーを用いて量子計算を行うホロノミック量子計算を解析,Hadamard, CNOT, SWAPなどの基本ゲートを1ループで実現する厳密解を数学的に構成した.細谷はCarliniとブラックホール(BH)時空におけるホーキング輻射の量子情報理論的解析を行い,BHの外側で粒子を測定しその測定器をBHに放り込むとき,全エントロピーの変化の下限は、放り込まなければ得られた知識量であることを示した.Buchertと森田とともに古典宇宙論において非一様宇宙とフリードマン宇宙の違いを定量化するために情報理論を応用し、上記の宇宙の質量分布に対して相対エントロピーを導入した.物質優勢の宇宙の場合に、相対エントロピーが増大する条件を求め,非一様性が小さい場合は必ず増大することも示し,国際重力相対論学会のhonorary mentionを受けた。JoyntはSiGeヘテロ構造のスピン量子ドットを研究し、フォノンの吸収・放出によって生じるスピン緩和によるデコヒーレンスは、大きな障害ではないことを示した.近藤は近畿大学の500MHz NMR装置を使って量子コンピュータを実現した.また中原と協力し,量子アルゴリズムの加速を実現するパルス列のプログラミングを行った.黒田は量子ビット素子として期待されているMn_<12>核錯体に対して、従来の醋酸基に変えてリン酸基を有する架橋基を導入した新規なMn_<12>核錯体を合成し、その構造解析と磁性測定を行った。このリン酸基が単一分子磁石としての特性を有することを明らかにした。中原は,超伝導量子ビットにおいて多量子ビットゲートをモジュール化して実行時間を減少させる提案を行い,これを用いてShorのアルゴリズムを超伝導量子ビットで実装する提案を行った.また,近藤と協力して,Cartan分解を利用した量子アルゴリズムの加速をNMR量子コンピュータで実証した.与えられた量子ゲートに簡単なゲートを加え,実行時間を短くするwarp-gateの方法を提唱し,NMRで実証を行った.また,谷村(大阪市大)たちとStiefel多様体の接続に伴うホロノミーを用いて量子計算を行う場合に,底空間(Grassmann多様体)上の最短ループで与えられたホロノミーを実現する等ホロノミー問題の厳密解を求めた.細谷はCarlini(東工大)古池(慶応理工)奥平(東工大)とともに、量子情報空間における計量に関する研究を行った.それによれば、CP写像に対する単調減少性を課すと任意関数一個を含むPetzの計量になるが、さらに測定過程による計測可能性まで要求するとBure計量に限られる.
積雪寒冷地の相変化依存型土砂災害発生機構の現象論的数理モデル化手法の開発

本研究では、積雪寒冷地で発生する可能性のある相変化依存型土砂災害を想定して、凍結融解作用を受ける地盤の浸透侵食挙動の評価を対象とした模型試験法を確立するとともに、凍結融解地盤の浸透侵食特性に及ぼす影響因子として、流水条件、凍結融解条件、地盤材料の凍上性や浸透・保水性が強く影響することを示した。また、凍結融解現象を含む幅広い土砂・流体連成問題に適用可能な解析手法を開発し、当該解析手法を用いて浸透流のある凍結融解地盤で生じる可能性のある相変化依存型土砂災害発生機構を検討可能であることを検証した。1.凍結融解地盤の浸透侵食・崩壊現象の影響因子の検討(1)昨年度開発した凍結融解型二次元浸透侵食模型実験装置に模型地盤内の一部を凍結融解する機構(凍結管)を加え、アイスレンズが局所的に存在したあるいは存在する模型地盤に浸透流を与えることができるように改良した。(2)改良した試験装置を用いて、砂質土模型地盤の凍結融解流水浸透侵食実験を実施し、室内試験から得られた透水係数との比較により、試験装置の有用性や試験結果の妥当性・信頼性を確認した。(3)凍結融解地盤の浸透侵食挙動に及ぼす水流の影響を評価するために、浸透流がある場合とない場合について、凍結前・凍結時・融解時に流水圧を変えながら流水浸透侵食実験を実施した。その結果、凍結中に流水がある場合は、地盤の凍結が流水のない場合に比べ遅延するとともに、未凍結部の浸透流速が地盤の凍結により増大する傾向にあることを確認した。2.凍結融解地盤の浸透侵食・崩壊現象の数理モデル化方針の検討凍結融解地盤の特性を再現するため、個別要素法(DEM)及び粒子法(SPH、MPS)に基づくモデル化を実施し、モデルの予測精度、計算機負荷を検証した。まず、粒子法については、流体現象(水柱崩壊、ダムブレーク)と斜面上の土砂の運動について、両手法を比較した。この結果、SPHは設定パラメータが複数存在することがネックではあるが、MPSに比べて安定に動作しかつ計算機負荷が小さいことが確認された。ただし、土/水相互作用の良好な再現には至らなかった。一方、DEMについては、ラグランジュ・オイラーカップリングのコンセプトにより、土と流体との相互作用項を考慮してモデル化し、土砂と水との界面の現象を適切に再現できるモデルを構築した。種々の検討の結果、このモデルは、粒子法に比べて計算機負荷が大きいものの、凍結融解現象を含む幅広い土砂・流体連成問題に適用可能であることを確認した。1.凍結融解模型地盤の浸透侵食型崩壊実験方法の確立(1)温度・サクション制御機能・流水機能を具備した1g場用二次元平面ひずみ模型土槽装置を改良し、模型地盤の凍結融解機構に加え、鉛直方向(凍上方向)と水平方向から模型地盤に浸透流を与える機構を具備した凍結融解型二次元浸透侵食模型実験装置を製作した。(2)開発した試験装置を用いて、砂及び砂・粘土の混合土の流水浸透侵食実験を実施し、同一試料の室内透水試験から得られた透水係数との比較により、試験装置の有用性や試験結果の妥当性・信頼性を確認した。(3)凍結融解地盤の浸透侵食挙動に及ぼす水流の影響を評価するために、アイスレンズ融解後の氷晶空洞の形状を模擬した人工的な凹みのある模型地盤を作製し、種々の試験条件(凹みの有無、土質、流水圧等)で浸透侵食実験を実施した。その結果、凹みの有無は模型地盤の透水性に影響するため、凹みを有した模型地盤では浸透流速が高まり浸透侵食が強まる傾向にあることを確認した。(4)以上の検討結果から、模型実験装置の性能評価を行うとともに、凍結融解型浸透侵食実験方法を確立した。2.凍結融解地盤の浸透侵食・崩壊現象の数理モデル化方針の検討(1)凍結融解・浸透侵食複合型崩壊現象を説明可能な数理モデルを新規開発するため、既往の文献調査を広く行い、現象の全体像の把握と多相体の複合現象から単相体の挙動を主体とした個別現象への分割、及び個別現象の単純化に関して検討した。(2)地盤表面侵食モデルを構築するため、上記項目1の実験条件について検討を行い、研究推進に有効な試験計画を立案した。1.凍結融解地盤の浸透侵食・崩壊現象の影響因子の検討(1)凍上性地盤材料で構成される模型地盤に対して、凍結前・凍結時・融解時に流水圧を変えながら流水浸透侵食実験を実施した。その結果、昨年度実施した凍上性を示さない砂質土と異なり、凍上性地盤材料では、凍結融解時の密度・土粒子配列の変化により透水係数が変化することを確認した。2.相変化依存型土砂災害発生機構の数値解析手法の確立

(1)模型試験結果との比較検討により、透水係数の異方性と凍結融解作用が透水性に及ぼす影響を評価すれば、熱伝導・浸透連成FEM解析で凍結融解地盤内の浸透流を精度良く予測できることを示した。(2)昨年度開発した粒子法(SPH、MPS)に基づくモデル化法を用いて既往の粒状体動態を対象とした実験の数値解析を行い、SPH法はMPS法に比べて計算機負荷が小さく精度も良好であるが、入力パラメータが多く、これらの適切な同定が不可欠となることを示した。また、土砂と流体の相互作用に関する模型実験とその数値解析を行い、実験結果を簡易な横断方向一次元土砂・水理モデルにより概ね再現できることを示した。3.研究の総括(1)凍結融解地盤の浸透侵食挙動を検討する模型試験法を確立するとともに、凍結融解地盤の浸透侵食特性に流水条件、凍結融解条件、地盤材料の凍上性や浸透・保水性が強く影響することを示した。(2)地盤の凍結融解・浸透侵食複合型崩壊現象の解析手法として、熱伝導・浸透連成FEM解析により凍結融解地盤内の浸透流を予測し、その後粒子法(SPH、MPS)を用いて凍結融解地盤内の浸透流による土砂の流出過程を再現するモデル化法を提案した。(3)凍結融解現象を含む幅広い土砂・流体連成問題に適用可能な解析手法を開発し、当該解析手法により浸透流のある凍結融解地盤で生じる相変化依存型土砂災害発生機構を検討可能であることを示した。地盤工学昨年度の研究の遅れを取り戻し、交付申請時に記載した本年度の研究実施計画のすべての項目について検討を実施しており、本実績報告書で記載したように、各項目について、交付申請時に記載した研究目的の達成に結びつくような具体的な研究成果があがっていることから、「おおむね順調に進展している。」と自己評価した。交付申請時に記載した本年度の研究実施計画のうち、7割程度の研究項目について検討を行い、最終的な研究目標の達成に向けた有益な研究成果が得られているが、3割程度の研究項目の検討については、翌年度にずれ込んでしまう結果となったことから、「やや遅れている。」と自己評価した。研究の遅れの主因は、研究自体非常に新規性が高く、また複雑な現象の解明であることから、想定した以上に既往の文献など入手可能な関連情報が少なく、凍結融解地盤の浸透侵食・崩壊現象の数理モデル化に必要な実験データを基礎的な項目から自ら入手する必要が生じたためである。このため、研究実施の過程で研究計画を見直し、本年度は、数理モデルの構築に必要な基礎的な実験データの収集を優先することにした。本研究では、研究開発の効率性の観点から各研究者が個別に保有する研究開発力を総合して課題解決にあたっているが、研究目標達成には、実験・解析の両面から連携した検討を行う必要がある。このため、研究者間あるいは研究項目間の連携性の向上と研究内容の調整のため、情報交換と研究成果の共有などを目的とした研究の進捗状況報告会を、今年度同様、今後も四半期に1回程度開催しながら、本研究を推進する。交付申請時に記載した平成25年度の研究実施計画のうち、試験装置の改良について一部の発注が遅れ、納品が平成26年度に持ち越しとなったことから、実験的検討に必要な研究費が平成26年度に繰り越しとなった。
国際海上輸送の安全性・経済性・環境性を最適化するウェザールーティングの高度化

29年度が最終年度であるため、記入しない。