hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
信頼度による階層化電力情報ネットワークによる自律分散型系統安定化システムの構築

そこで,運用信頼度を考慮して,従来型のPSSに前項の方針にて設計したH∞制御理論に基づくコントローラを付加することによって系統安定度向上を目的とした制御系を設計した.また,その特性評価をMATLAB/SIMULINKを用いて模擬した電気学会WEST10機系統モデルにおけるシミュレーションを行い,手法の有効性を検証した.本研究は,広域電力系統の安定度向上を実現する高機能発電機励磁制御系の設計を行うことを目的として,広域情報を利用するに当たり情報伝送に誤差を含む場合の安定化方策について研究している.前年度における階層的電力情報ネットワークの基本構想に基づいた制御系の設計手法について提案し,MATLAB/SIMULINKで構築したディジタルシミュレータによる多機電力系統(電気学会標準モデルWEST10機系統モデル)シミュレーションを実施してその有効性を検証した.本年度の研究成果は以下のとおりである.1.PMU(Phasor Measurement Unit)などを用いた広域電力系統情報を電力系統安定度の向上に有効に活用することを目的として,電力状態量,発電機および系統パラメータなどの諸情報の有する信頼度に応じた階層的な制御ループを構成する手法を提案した.2.連系点での電圧,電流,周波数情報により,連系点に繋がる大規模電力系統の動的なインピーダンス変動を,システム同定手法を用いて同定する手法を提案した.3.動的なインピーダンスを大規模電力系統モデルとして設計モデルに組み込むことで,長周期動揺ならびにローカル動揺に対応可能な発電機励磁制御系の設計手法を提案した.4.上記の制御系の特性評価をMATLAB/SIMULINKを用いて模擬した電気学会WEST10機系統モデルにおけるシミュレーションを行うことで実施した.
次期大型高速炉用材料の温度変動条件下での非弾性挙動とその定式化

当研究室に既設の高周波加熱炉を備えた電気油圧サ-ボ式疲労試験機とパ-ソナルコンピュ-タに,今回購入した温度調節計と増設ハ-ドディスクを組み込み,次期大型高速炉の有力な候補材料である改良9Crー1Mo鋼に対し,以下の実験を実施した.まず,2,3の一定温度条件下で各種基本的荷重条件の実験を実施したところ,この材料は極めてひずみ速度依存性が強いこと,繰返し軟化を示すこと,非比例硬化は全く生じないことが明らかとなった.また,クリ-プひずみの応力依存性が極めて顕著なことも明らかとなった.さらに,サイクリッククリ-プ,メカニカルラチェットの各種パラメ-タ依存性についても検討した.つづいて階段状温度変動繰返し試験を実施し,繰返し硬化および軟化の温度履歴依存性について系統的に明らかにした.また,定式化する構成式の精度と妥当性を検討する基準となる連続的温度変動条件下での繰返し試験結果を得た.以上の実験結果に基づき,大型計算機と既設のパソコンおよび購入した増設ハ-ドディスクを用い,次のような手順で新しい統一型構成式を定式化した.まず,一定温度条件下での変形挙動は,サイクリッククリ-プおよびメカニカルラチェットを除けば,既存のChabocheモデルで表現できることを確かめた.つづいて,温度変動の効果を考慮するため,全ひずみを弾性,非弾性および熱ひずみの和として表現し,弾性および熱ひずみについては従来の法則を仮定して,非弾性ひずみに対するChabocheモデルの改良を試みた.すなわち,温度変動に伴う繰返し硬化の履歴依存性を,等方硬化変数に対する発展式を改良することによって考慮することとし,等方硬化変数の目標値が温度および振幅の履歴によって定まるよう,その発展式を定式化した.このようにして定式化した構成式を用いて計算機シミュレ-ションを行ったところ,実験結果をほぼ妥当な精度で記述することがわかった.当研究室に既設の高周波加熱炉を備えた電気油圧サ-ボ式疲労試験機とパ-ソナルコンピュ-タに,今回購入した温度調節計と増設ハ-ドディスクを組み込み,次期大型高速炉の有力な候補材料である改良9Crー1Mo鋼に対し,以下の実験を実施した.まず,2,3の一定温度条件下で各種基本的荷重条件の実験を実施したところ,この材料は極めてひずみ速度依存性が強いこと,繰返し軟化を示すこと,非比例硬化は全く生じないことが明らかとなった.また,クリ-プひずみの応力依存性が極めて顕著なことも明らかとなった.さらに,サイクリッククリ-プ,メカニカルラチェットの各種パラメ-タ依存性についても検討した.つづいて階段状温度変動繰返し試験を実施し,繰返し硬化および軟化の温度履歴依存性について系統的に明らかにした.また,定式化する構成式の精度と妥当性を検討する基準となる連続的温度変動条件下での繰返し試験結果を得た.以上の実験結果に基づき,大型計算機と既設のパソコンおよび購入した増設ハ-ドディスクを用い,次のような手順で新しい統一型構成式を定式化した.まず,一定温度条件下での変形挙動は,サイクリッククリ-プおよびメカニカルラチェットを除けば,既存のChabocheモデルで表現できることを確かめた.つづいて,温度変動の効果を考慮するため,全ひずみを弾性,非弾性および熱ひずみの和として表現し,弾性および熱ひずみについては従来の法則を仮定して,非弾性ひずみに対するChabocheモデルの改良を試みた.すなわち,温度変動に伴う繰返し硬化の履歴依存性を,等方硬化変数に対する発展式を改良することによって考慮することとし,等方硬化変数の目標値が温度および振幅の履歴によって定まるよう,その発展式を定式化した.このようにして定式化した構成式を用いて計算機シミュレ-ションを行ったところ,実験結果をほぼ妥当な精度で記述することがわかった.
脂質抗原提示分子CD1dの分子基盤

本研究では,CD1dによる抗原提示とNatural killer T(NKT)細胞の活性化というイベントを中心として,そこから時間的,空間的に隣接して起こるCD1dへの脂質積載や免疫制御分子(LILRB2)との関係性も含めて,立体構造解析と物理化学解析に立脚するCD1dの分子基盤を構築することを目指している.本研究では,CD1dによる抗原提示とNatural killer T(NKT)細胞の活性化というイベントを中心として,そこから時間的,空間的に隣接して起こるCD1dへの脂質積載や免疫制御分子(LILRB2)との関係性も含めて,立体構造解析と物理化学解析に立脚するCD1dの分子基盤を構築することを目指している.
分子標的探索のための化学選択的修飾部位内在型リンカーの開発

生理活性物質の生体内ターゲットとして最も主要な位置をしめるタンパク質の選択的濃縮、ラベル化を可能とする「分子標的探索のための化学選択的修飾部位内在型リンカーの開発」を行った。アビジンービオチン相互作用を基盤とする標的タンパク質の選択的濃縮方が広く利用されているが、大きな問題として両社の親和性が極端に高いためアビジンカラムからのビオチン化タンパク質の溶出効率が極めて悪いという問題があった。そこで、この問題点を解決するために溶出を容易にする切断可能なリンカー分子の開発を行った。切断部位には、従来より検討を進めてきた刺激応答型ペプチド結合切断デバイスを利用し、チオール処理による切断と切断に伴うアミノオキシ基生成が可能なように分子デザインを行った。アミノオキシ基はタンパク質中に含まれないためアルデヒド部位を有する蛍光色素のより溶出タンパク質の選択的ラベル化が可能となる。刺激応答型ペプチド結合切断デバイス、ビオチン、アジドユニットを含むモデルリンカー分子を合成し、本リンカーを利用し、まずアルキニル化エノラーゼをモデルタンパク質として、クリック反応、切断反応(溶出反応)、ラベル化反応の条件設定を行った。次いで、設定反応条件をりようして、アルブミン、オボアルブミン、アルキニル化エノラーゼの3種類のタンパク質を含むサンプルからのアルキニル化エノラーゼの選択的濃縮ならびに蛍光色素によるラベル化を達成した。25年度が最終年度であるため、記入しない。相互作用する標的が明確でない生理活性物質が多数ある。そこで、これら生理活性物質の標的タンパク質探索のための方法論の確立はケミカルバイオロジー分野において極めて重要な研究課題である。アビジンービオチン相互作用を利用したPull-down法があるが、アビジンービオチンの高親和性のため標的タンパク質溶出が困難である場合が多い。そこで、標的タンパク質を特異的に溶出でき、かつ溶出後特異的なラベル化が可能なリンカー分子(トレーサーブルリンカー)の開発を行うこととした。標的タンパク質溶出には、特定の刺激でアミド結合切断が可能となる刺激応答型アミノ酸を利用することとした。また標識可能官能基としてアミノオキシ基を利用し、アルデヒド分子による標識を目指した。まず、生体内にほとんど存在しないフッ素アニオンによりアミド結合切断を誘起する刺激応答型アミノ酸の開発を行い、モデルリンカーの合成およびモデルペプチドの溶出、標識等に関する実験を行い、良好な結果を収めることができた。しかし、この系をモデルタンパク質に適応した場合、フッ素アニオンによる切断反応の進行が不十分であることが分かった。そこで、リンカー切断に利用する化学刺激をチオール処理とすることとし、まず、チオールによりリンカー切断を起こすアミノ酸の合成を行い、これを利用してチオール応答型トレーサブルリンカーの調製を行った。次いで、本リンカーを利用してエノラーゼをモデルタンパク質として、濃縮、溶出、ラベル化という一連の研究を遂行した。その結果、まだ十分な溶出、ラベル化効率を得るには至っていないが、エノラーゼの濃縮、チオールによる溶出、アルデヒドによるラベル化が可能であるとの結果を得た。本研究課題の目的は、生理活性物質の標的タンパク質の同定のための方法論の創出にある。独自のアイデアに基づいたトレーサーブルリンカーを開発し、モデルタンパク質レベルではあるが、濃縮、特定化学刺激に基づく溶出、化学選択的反応を利用したラベル化に成功している。このような経緯から、当該研究課題は、概ね順調に進展しているものと判断している。今後の研究推進の方向性は次の2点に重点を置く。現在トレーサブルリンカーの切断にはチオール処理を利用している。選択的切断は可能であるが、切断効率の検証などは充分にはなされていない。そこで、切断効率の検証と切断効率向上に向けた取り組みを行う。また、切断効率向上に無理が生じる場合には、チオール以外の他の切断刺激の利用も視野に入れて、研究を遂行する。2点目の重要検討課題は、プロテーオームサンプル内から、特定生理活性物質に対応した標的タンパク質を濃縮できるかである。これについてはインドメサシンをリガンドとし、細胞抽出液からのCOXの濃縮、ラベル化を指標に検討を加える予定である。

これらの検討を行うことで、トレーサブルリンカーのケミカルバイオロジー分野における有用性の獲得に努める予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。
柑橘果皮に含まれるオーラプテン(auraptene)の免疫調節機能の解析

【目的】オーラプテン(Aur)はクマリン系化合物で,特定の柑橘果皮に局在する。Aurの生理作用には,発ガン抑制や活性酸素の生成抑制が知られている。そこで,本研究ではAurの生理作用をより詳しく知るため,ラットやラット脾臓リンパ球を用い種々のパラメータに及ぼす影響について検討した。【方法および結果】初めに柑橘果皮乾燥物を用い,Aurを0.01%レベルで含む甘夏食,Aurをほとんど含まないポンカン食およびコントロール(セルロース)食をラットに4週間投与した。肝臓重量および血清グルコース濃度は甘夏およびポンカン群で有意な低下が見られた。一方,腎臓重量および血清TNF-α濃度は甘夏群で有意に上昇し,さらに甘夏果皮より調製したAur濃縮物を用い,Aurを0.04%レベルでラットに3週間投与した。体重増加量および食餌効率に影響はないものの,摂食量はAur群で高い傾向を示した。またAur群では,腎臓重量は増加する傾向にあり,一方白色脂肪組織重量は減少傾向にあった。血清トリグリセリド濃度はAurを与えたラットで有意に減少した。血清インスリン濃度はAur群で低い傾向にあったものの,グルコース濃度の変化は見られなかった。血清TNF-α濃度は,Aur群で高い傾向が見られた。ラット脾臓リンパ球を用いた細胞培養実験では,甘夏果皮より調製した高純度のAur標品を用い,Aurの添加濃度および培養時間による影響を検討した。IgA濃度は培養時間に関係なく,Aur濃度の増加に伴い減少傾向を示した。IL-4産生能は,24時間培養では微量のAur添加で有意に上昇したもののAurの濃度依存的に減少し,72時間培養ではAur添加による上昇は見られずAur濃度依存的に減少する傾向にあった。TNF-α濃度へのAur濃度による有意な影響は見られなかったが,培養時間に伴い上昇し,その差はAur添加において有意であった。IFN-Y濃度に及ぼすAur濃度の影響は一定ではなく,Aurを添加した場合には培養時間に伴い増加傾向を示した。【結論】動物実験においてAur摂取による血清TNF-α濃度の上昇が観察された。またAurの摂取は脂肪組織での脂肪酸代謝を促進する可能性があり,免疫調節機構について明確な影響は確認できなかった。一方,リンパ球の培養実験では,Aurが脾臓リンパ球のイムノグロブリンやサイトカイン産生能になんらかの影響を及ぼすことが確認された。しかし,免疫機能に及ぼす影響は促進的でも抑制的でもあったことから,明確な結論付けは難しい。Aur添加量によるサイトカインおよび免疫グロブリン産生能に違いが見られたことから,今後至適有効濃度を検討し明らかにすることが必要であろう。より多量の高純度な標品を調製し,実験動物における明確な効果を確認する必要がある。

Aur添加量によるサイトカインおよび免疫グロブリン産生能に違いが見られたことから,今後至適有効濃度を検討し明らかにすることが必要であろう。より多量の高純度な標品を調製し,実験動物における明確な効果を確認する必要がある。【目的】オーラプテン(Aur)はクマリン系化合物の一種で,特定の柑橘果皮に局在している。Aurの生理作用には,発ガン抑制や活性酸素の生成抑制が知られており,発ガン抑制機構は解毒酵素群の誘導による発ガン物質の排泄促進,活性酸素産生系の抑制による酸化ストレス軽減などの複合的な機能によることが明らかになりつつある。そこで,本研究ではAurの生理作用をより詳しく知るため,ラットを用いた摂食実験による種々のパラメータに及ぼす影響について検討した。【方法および結果】《実験1》柑橘果皮乾燥物を用い,Aurを0.01%レベルで含む甘夏群,Aurをほとんど含まないポンカン群および対照群(セルロース)を設けた。飼料組成はAIN-93Gに準じ,28日間飼育した。その結栗,肝臓重量および血清グルコース濃度は甘夏群およびポンカン群で有意な低下が見られた。また腎臓重量および血清TNF-alpha濃度は甘夏群で有意な上昇が見られた。《実験2》甘夏果皮より調製したAur濃縮物を用い,Aurを0.04%レベルで含む群と対照群を設け,26日間飼育した。体重増加量および食餌効率に影響は認められないものの,摂食量および腎臓重量においてAur群で有意に高い傾向を示した。また白色(腎臓および睾丸周辺)脂肪組織重量には有意差はなかったが,Aur群で低い傾向が見られた。血清トリグリセリド濃度は,Aur群で有意な減少が認められた。血清インスリン濃度もAur群で低い傾向にあったが,有意差はなかった。グルコース濃度には影響は見られなかった。血清TNF-alpha濃度については,Aur群で高い傾向が見られたが,有意ではなかった。一方,脾臓リンパ球のNK活性は有意差はないもののAur群で低い傾向にあった。【結論】実験1と2で共通してAur摂取による血清TNF-alpha濃度の上昇が観察された。Aurの摂取は脂肪組織での脂肪酸代謝に好ましい影響を与える可能性があり,また血清脂質像を改善することが認められたが,免疫調節機構について明確な影響は確認できなかった。より高純度の標品を調製し,明確な効果を確認する必要があり,次年度実施する予定で準備中である。昨年度の実験において,ラットにおけるAur摂取による,白色脂肪組織重量の低下傾向,血清トリグリセリド濃度の有意な減少,血清TNF-α濃度の上昇傾向および脾臓細胞のNK活性の低下傾向が確認された。これらの結果より,Aurの摂取は脂肪組織の代謝に好ましい影響を与え,免疫調節機構についても何らかの影響を及ぼすことが推察された。
B型肝炎ウイルス変異株におけるウイルス蛋白発現抑制に関する研究

本研究の目的は、サイレントB型肝炎およびB型慢性肝炎の自然経過におけるX領域の遺伝子学的特徴を検討し、変異株がウイルス蛋白発現抑制を介して、ウイルスの持続感染成立機序に関与している事実を明らかにすることである。昨年度までの研究で、変異株の遺伝子塩基配列を確認し、また種々の欠失長のX領域変異体の作成も終了している。本年度は昨年度に引き続き、これら変異株による野生株の蛋白発現抑制をin vitroで確認することを中心に研究を行った。遺伝子組み換えプラスミドの細胞内導入実験では、野生株プラスミドと上記で作成した変異株プラスミドを、それぞれ単独あるいは同時に、in vitroでHuh7およびHepG2に感染させ、72時間後の培養液中および細胞溶解物のHBV関連抗原の定量測定を行い、比較検討した。その結果、野生株を感染させた場合に比し、変異株を共感染させると、HBV関連抗原の著明な発現低下を認めた。HBV DNAの発現をサザンブロット法で確認すると、同様にX領域欠失変異株存在下においてはウイルス増殖能が抑制されていることが確認できた。さらに、野生株と変異株をそれぞれ単独感染および同時感染させた培養細胞において、標的抗原であるコア抗原の表出の変化を免疫組織学的に比較検討したところ、野生株に比し、変異株存在下では、コア抗原の表出が低下していた。昨年度および本年度の臨床的、あるいはin vitroの研究成果より、このX遺伝子の欠失変異株は、野生株の蛋白発現を抑制することで免疫排除機構から逃れ、ウイルスの持続感染に関与していることが証明された。現在、得られた研究成果について論文発表の準備を行っているところである。本研究の目的は、サイレントB型肝炎およびB型慢性肝炎の自然経過におけるX領域の遺伝子学的特徴を検討し、変異株が、ウイルス蛋白発現抑制を介して、ウイルスの持続感染成立機序に関与している事実を明らかにすることである。遺伝子解析および臨床データ解析についての同意が得られたB型肝炎患者200例を対象とした。これまでの研究から確立したX遺伝子領域におけるPCR法を用いて、B型肝炎ウイルス(HBV)DNAの増幅を行い、83例においてX遺伝子の増幅を認めた。うち、22例でX領域に大きな欠失変異を認めた。これら欠失変異の有無による臨床的特徴の差異を比較したところ、X遺伝子変異を有する群では、変異を認めない群と比較し、有意にtransaminaseとHBV DNA量の低下を認めた。このことから、X遺伝子の欠失変異珠はHBV野生株の増殖を抑制している可能性が示唆された。さらに直接塩基決定法にてその変異を解析したところ、いずれの症例も200塩基に及ぶほぼ共通の領域が欠失していることが明らかとなったが、必ずしも一致するものではなく、欠失部位の差異によりいくつかの変異株に分かれることがわかった。これら変異殊による野生株の蛋白発現抑制をin vitroで確認する目的で、HBV X領域欠失変異体を作成した。まずHBV全長クローンをhead-to-tailの形でプラスミドへ導入し、HBVの蛋白をすべて発現する系を作成した。次に当大学組み換えDNA実験安全委員会による承認のもと、ゲノム解析で明らかとなったX領域欠失部位をもとに欠失変異株すべてをそれぞれプラスミドへ導入した。そのご大腸菌にトランスフォーメーションさせて、プラスミドを精製し、種々の欠失長のX領域変異体を作成した。次にこれら遺伝子組み換えプラスミドの細胞内導入実験を行った。上記で作成した野生株プラスミドと変異株プラスミドを単独および同時にそれぞれin vitroでHepG2の培養細胞へトランスフェクションさせ、培養開始から72時間後の培養液中およびプラスミド感染後の培養細胞溶解物のHBV関連抗原の定量測定を行った。現在、種々の変異株を共感染させて、発現蛋白の変化を検討しているところである。
西洋古典文学における間テクスト解釈理論に基づく作品論研究

まずは関連する先行諸研究と間テクスト解釈理論を始めとする諸文芸理論について概観するとともに、文体論・修辞学および文学史に関する先行研究の成果を調査し、作品分析で注目することになる修辞技法・叙述技法の発展の様相を把握することに努めた。本研究の対象候補作品については、来献学的基礎作業に加え、各種校訂本・注釈書を綿密に調査しつつ読解し、先行作品との比較の観点から総合的に作品分析を行った。即ち、間テクスト解釈理論を応用しつつ、主な手本となった作品との比較ばかりではなく、従来の作品論研究では見過ごされてきた様々な先行テクスト(同一作者による他の作品や当該作品自体の別の箇所をも含む)との多様なレベルにおける関連性を考察し、創意工夫の様相を明らかにすることに努めた。具体的には措辞・語法、韻律、修辞・叙述技法などの文体論的特徴と、文学上のモティフ、トポスや作品構成等の面から、先行作品がそれを手本として作られた作品において如何なる改変を経て用いられているかなどを詳細に検討した。しかも単に類似箇所を取り出して比較するのみではなく、当該箇所がそれぞれの作品構成上占めている位置にも着目した。具体的に検討した作品としては、ホメーロス『イーリアス』『オデュッセイア』とウェルギリウス『アエネーイス』乱へ-シオドスとアラートスに対するレクレーティウヌとウェルギリウスの教訓詩、ギリシア抒情詩やアルキロコスとホラーティウスの『カルミナ』や『エポーディ』、テオクリトスとウェルギリウスの『牧歌』、エウリービデースとセネカの悲劇などの他、研究者各自の関心に応じてホメーロス、アリストパネース、ソローン、カトゥッルス、ホラーティウスなどを対象とした。これらの研究から別掲のように4件の研究発表と6件の論文が生まれたほか、図書の欄に掲げた翻訳書の解説でも本研究の方法を応用することができた。論考のうちの5点をまとめて研究成果報告書を作成した。研究全体を総括するならば、間テクスト解釈理論を援用しつつ個別作品の緻密な読解と検討を重ねることで、改めて古典文学における革新、あるいは伝統の柔軟性と創造性の一端を跡づけることができ、意義深い研究であったと考えている。初年度である本年度は、関連する先行諸研究の概観と、主要作品についての検討を開始した。まず、文芸理論に関する諸研究を調査し、間テクスト解釈理論を始めとする諸文芸理論について概観した。また、作品分析で特に注目する修辞技法および文体論的特徴に関しては、文体論・修辞学および文学史に関する先行諸研究の成果を調査し、主な修辞技法・叙述技法の発展の様相を把握することに努めた。

これと平行して、本年度の演習でも前年度から継続して西洋古典文学の代表的作品の中から先行作品との比較研究に適した作品を取り上げ、『イーリアス』と『アエネーイス』、アポッローニオス・ロディオスとオウィディウス『変身物語』、ヘーシオドスとアラートス、ルクレーティウスとウェルギリウス『農耕詩』、サッポー等のギリシア抒情詩とホラーティウスの『カルミナ』など、本研究の対象となる候補作品を各種校訂本・注釈書を綿密に調査しつつ読解し、その語法・韻律・修辞技法・叙述技法など多様な観点からその特徴の検討を行った。これらに加えて、佐野は「Aristophanes, Pax 1268-1304:叙事詩およびエレゲイア詩パロディー場面について」と題する研究発表を行い(2005年10月16日、於慶応大学三田キャンパス)、オデュッセウスの漂流譚の構成についての論考を準備し、またギリシア喜劇でのパロディーの技法やエレゲイア詩における叙事詩のモティフの使用なども間テクスト理論を視野に入れて分析した。また大芝は、セネカの『倫理書簡集』後半部の翻訳作業を通じて、この作品と哲学的説教文学の伝統との関連を考察するとともに、自他の諸著作への明示的・暗示的論及というまさに間テクスト理論的様相を当該書簡集において跡づける作業を行い、本研究にとっても大きな示唆を得た。こうした研究と並行して、必要となる各種文献の選定と購入を進めた。第二年度に当たる本年度においては、前年度より継続して、本研究の主要な研究対象として予備的に選定された作品について、文献学的基礎作業に加えて、先行作品との比較の観点から総合的に作品分析を行った。当該作品については、間テクスト解釈理論を応用して、主な手本となった作品との比較ばかりではなく、従来の作品論研究では見過ごされてきた様々な先行テクストとの多様なレベルにおける影響関係を考察した。その際に各作品を措辞・語法、韻律、叙述技法、文学上のトポス、文体論的特徴、作品構成等の面から、先行作品がそれをもとにして作られた作品において如何なる改変を経て用いられているかなどを詳細に検討した。しかも単に類似箇所を取り出して比較するのみではなく、当該箇所がそれぞれの作品構成上占めている位置にも着目した。具体的な作品としては、ホメーロス『イーリアス』第18巻とウェルギリウス『アエネーイス』第8巻、アルキロコスとホラーティウス『エポーディ』、ヘーローダースとオウィディウス『恋の歌』、ビオーンとオウィディウス『変身物語』などを取り上げた。これに加えて、大芝は「カトゥッルスの難読箇所について-Cat. 25.5,107.7-8-」、佐野は「幸と禍の壺の寓話の解釈をめぐって-Ilias 24.527-33,Pind. Pyth.3.81-2,Plat. Resp. 379d-」と題する研究発表(2006年10月14日、国際基督教大学)を行い、それぞれ文献学的問題を含むテクストに関して、間テクスト的観点からの検討と考察を加えた。さらに佐野は前年度以来の研究成果として、別記したように『オデュッセイア』の中の特定の物語部分の構成や物語全体との有機的関連性などの問題を論じ、またアリストパネースの喜劇作品における叙事詩やエレゲイア詩のパロディーの要素を指摘する論考を公にした。こうした個別作品に関する研究と並行して、必要となる各種文献の選定と購入を進めた。最終年度に当たる本年度においては、前年度より継続して、本研究の主要な研究対象として予備的に選定された作品について、文献学的基礎作業に加えて、先行作品との比較の観点から総合的に作品分析を行った。具体的にはテオクリトスとウェルギリウスの『牧歌』、ホメーロスの『オデュッセイア』とウェルギリウスの『アエネーイス』、エウリーピデースとセネカの『ポイニッサイ』などを取り上げた。これらについては、注釈書および従来の作品論研究を調査して先行研究の動向を把握しつつ、間テクスト解釈理論を応用して、主な手本となった作品との比較ばかりではなく、従来の研究では見過ごされてきた様々な先行テクスト(同一作者による他の作品や当該作品自体の別の箇所をも含む)との多様なレベルにおける影響関係や創意工夫を明らかにすることに努めた。
マイクロチップ型ラゲール・ガウシアンビーム光源の開発

光波は、波の周期的な長さ(波長)、振動する大きさ(振幅/強度)、振動する方向(偏光)、周期中での位置(位相)といった様々な物理量を有する。近年、半導体レーザにおいては、構成元素を変えることでの、色(波長)の変調はもとより、フォトニック結晶(PC)レーザと呼ばれる半導体レーザを用いることで、ビーム形状(強度分布)や偏光の制御をも可能になってきている。このような背景の下、本研究では、PCレーザの設計自由度に着目して、位相の空間的な制御を目指してきた。特に、円周方向に位相を制御することで、ラゲール・ガウシアンビームと呼ばれる、ドーナッツ形状のビーム出射に取り組んだ。本研究では、単一の半導体レーザでの空間的に位相制御されたレーザビームの発生に挑戦する。フォトニック結晶(PC)レーザの有する設計自由度に着目し、出射ビームの位相制御を行う。これにより、ラゲール・ガウシアン(LG)ビームの単一・小型デバイスでの出射を目指している。平成25年度は、PCレーザの出射面自由度の拡張(ナノ構造の導入)、に着手し、PCレーザ出射面への3次元加工プロセスの検討を行った。通常のビームに対して、円周方向に段階的な位相遅れを与えるために、出射面にらせん状の光路差を与えるよう、通常ナノインプリントプロセスに用いられる、Hydrogen Silsesquioxane(HSQ)レジスト材料を用いて、電子ビーム露光法により、8段階の膜厚変化を与えるプロセスの検討を行った。8段階の膜厚変化を与えることに成功したものの、プロセス毎のHSQの膜厚安定性が得られず、光路差を適切に与えることのできる光学素子としての品質は低いことがわかった。そのため、現在、異なるタイプのレジストをドイツのメーカーより輸入し、そのレジスト材料を用いてのプロセスの検討を行っている。ドイツのメーカーからの輸入に遅延が生じたため、当初平成26年度に計画していた、フォトニック結晶(PC)層への線欠陥(位相シフト)導入による、位相操作も試みた。デバイスを作製した結果、二種の位相が異なると思われるドーナッツ状の出射ビームが観測された。これは、PC格子点形状の理想的な形状から多少ずれていることによって生じているものと考えられる。引き続きプロセスの最適化等の検討を行っていく。平成26年度は、平成25年度に引き続き、PCレーザの出射面自由度の拡張(ナノ構造の導入)に取り組み、PCレーザ出射面への3次元加工プロセスの検討を行った。電子線リソグラフィーの3次元描画機能を用いて、作製を試みた。しかしながら、現状入手可能なHydrogen Silsesquioxane (HSQ)ネガティブレジストは、作製環境(温度・湿度・レジストの生産日からの日数)によって大きく膜厚条件が異なり、所望の構造を再現性良く作製することが困難であることが分かった。一方で、PCレーザ出射面の多段階のエッチング法を考え、様々な作製条件を試した結果、3回の精密位置合わせフォトリソグラフィーと、PCレーザ表面となるGaAs基板層の硫酸・過酸化水素水混合溶液を用いた時間制御ウェットエッチングにより、AFM像観察からほぼ理想的な8段階の位相制御板となる出射面加工ができることが分かった。フォトニック結晶(PC)層への線欠陥(位相シフト)導入による、位相操作については、理論検討を行った結果、線欠陥設計や複合結晶設計のいずれの方法においても、面内で同時に右回りと左回りの位相変化が起こるため、あるいは出射面に対して裏面からの反射が反対周りの位相変化となるため、結果的に、位相変化が消失してしまうことが分かった。以上の検討状況から、多数回でのフォトリソグラフィーとウェットエッチングを用いて、PCレーザ出射面となるGaAs基板を加工することが最も適切な手法と分かっており、GaAs基板上において理論上ほぼ理想的な構造の作製に成功した。光量子電子工学平成25年度は、先述のようにPCレーザの出射面自由度の拡張(ナノ構造の導入)に着手し、出射面加工によるLGビームの発生を目指した。PCレーザより発せられるガウス状の単峰の強度分布で直線偏光のビームに対して、らせん状に段階的な位相差を与えるように、出射面の加工を試みた。当初の計画では、具体的な出射面の加工方法として、以下の2案提案した。まず、段階的なエッチングあるいは膜積層により出射面にらせん状の膜厚変化を形成し、光路差によって位相差を与える方法である。

次に、金属ナノ構造を作製し、その形状変化によって位相差を与える方法である。前者については、先述のように、実現可能であることの感触を得ることはできたものの、実際に光学素子として用いるには品質が十分ではないため、新たなレジスト材料の使用を検討している。表面加工プロセスにおいて重要となるレジスト材料の入手が遅れたため、既存の材料で検討可能な、当初平成26年度に予定していた、PCレーザの共振器設計自由度の拡張(共振状態の維持と空間的位相制御を両立しうるPC格子構造の設計)に着手することとした。こちらについても、先述のように初期的な結果を得ることはできたものの、完全なプロセスの確立に至っていないため、全体として、本研究の達成度はやや遅れていると評価している。先述のように、本研究は当初の計画よりやや遅れている。作製条件が当初予測したよりも不安定であったことが大きな要因である。新たなレジスト材料を用いることで、表面加工精度が向上するかどうかが大きな課題と考えられる。一方で、表面加工プロセスのみならず、当初の予定通り、フォトニック結晶共振器の設計による位相操作の可能性も引き続き検討を行う。定在波状態と空間的な位相変化とを同時に満たしうるような共振器構造(PC層の格子点形状・配列など)を、時間領域差分(FDTD)法による電磁界シミュレーションにより設計し、デバイス作製を行い、実験実証を目指す。本研究の全体を通して、プロセス技術の最適化が大きな課題である。プロセス技術はノウハウに頼らざるを得ない部分もある。より簡便で安定な作製工程を確立するため、情報収集にも努める。本研究の表面加工に適していると思われるレジスト材料の情報を得たものの、ドイツのメーカーであり、日本国内の輸入代理店がないなどの理由から、輸入入手することに遅延が生じた。加えて、電流バランスを部分的に制御できるような試作セラミックパッケージの設計に時間と納期がかかり、平成26年4月末の納品となったため、次年度に使用額が生じた。昨年度設計した試作セラミックパッケージが平成26年4月末に納品・予算執行予定である。また、レジスト関連薬品の購入、研究成果報告および情報収集のための旅費等に使用する。
アキシャルギャップSRモータと電気自動車への応用に関する研究

電気自動車に使用されるモータにはネオジムとジスプロシウムといった希土類元素が使われており,資源上の理由からその削減が求められている。スイッチトリラクタンスモータ(以下SRモータ)は,希土類フリーモータとして期待されるが,従来のモータと比較して効率や出力が劣るという課題を抱えていた。そこで,磁束を軸方向に流すアキシャルギャップ構造に着目し,これをSRモータに適用して種々検討を行った。その結果,従来の希土類モータを上回る性能を達成し,さらに,実際に小型の電気自動車を用いた走行試験にも成功した。環境対策と脱化石燃料から,ハイブリッド自動車や電気自動車の普及は急務であるが,キーとなるのは二次電池,モータ,およびインバータなどの要素技術である。電気自動車の性能を左右する二次電池の性能向上は喫緊の課題であるが,資源的な制約から希土類元素をなるべく使用しないモータの開発も重要課題の一つに挙げられる。スイッチトリラクタンスモータ(以下SRモータ)は,回転子に巻線がなく永久磁石も使用しないため,希土類フリーモータとして期待されるが,トルクリプルと騒音が大きく,希土類(ネオジム)磁石モータと比較して効率や出力密度も小さいという課題を抱えていた。申請者は,回転子ならびに固定子の形状について種々検討を行い,ダブルロータ構造のアキシャルギャップSRモータにすれば,通常のラジアルギャップ方式のSRモータと比較して出力密度が1.7倍程度向上することを見出した。本研究では,このようなSRモータの最適形状と最適制御法を確立することによってさらなる性能向上を図り,小型のインホイールダイレクトドライブ電気自動車用として実用可能なアキシャルギャップSRモータの開発を行うことが目的である。平成25年度の研究では,前述した目的を達成するために,シミュレーションベースでアキシャルギャップSRモータの極数や極形状などの設計パラメータの最適化を図り,同体格の希土類磁石モータと同等以上の性能を達成可能なSRモータの設計を達成できた。また,モータの駆動方式についても検討を加え,通常のオンオフ制御に加えて,還流モードというスイッチングパターンを導入することによりトルクリプルと騒音の低減が可能であることを見出した。平成26年度の研究においては,前年度の検討結果に基づいてインホイールダイレクトドライブ方式の1人乗り小型電気自動車用アキシャルギャップSRモータの最適設計を行った。その結果,ほぼ同一体格の減速ギヤ内蔵型希土類磁石モータと同等以上のトルクおよび出力性能を達成するアキシャルギャップSRモータの設計の見通しを得るとともに,高トルク密度アキシャルギャップSRモータの設計指針を明らかにした。実際に設計したアキシャルギャップSRモータを試作するとともに駆動回路の設計・試作,無負荷試験を行って動作確認を行うとともに,単体負荷試験のための試験ベンチの設計を行った。平成27年度の研究においては,前年度に設計した試験ベンチを実際に構築し,同じく前年度に試作したアキシャルギャップSRモータのトルク速度特性や電流特性を詳細に測定し,問題がないことを確認した。また,試験結果に基づき,支持構造およびロータ径を見直し,アキシャルギャップSRモータとその駆動回路を追加製作した。そして,2台目のアキシャルギャップSRモータについても特性試験を行い問題ないことを確認した。さらに,製作した2台のアキシャルギャップSRモータならびに駆動回路を電気自動車に実装し,走行試験を行い,アキシャルギャップSRモータを電気自動車に実用するために必要な事項を明らかにした。

電気自動車に使用されるモータにはネオジムとジスプロシウムといった希土類元素が使われており,資源上の理由からその削減が求められている。スイッチトリラクタンスモータ(以下SRモータ)は,希土類フリーモータとして期待されるが,従来のモータと比較して効率や出力が劣るという課題を抱えていた。そこで,磁束を軸方向に流すアキシャルギャップ構造に着目し,これをSRモータに適用して種々検討を行った。その結果,従来の希土類モータを上回る性能を達成し,さらに,実際に小型の電気自動車を用いた走行試験にも成功した。当初の計画では,昨年度の研究において,(1)アキシャルギャップSRモータの設計,(2)駆動回路の設計,(3)アキシャルギャップSRモータと駆動回路の試作,(4)単体試験のためのベンチの製作と特性試験について行う予定であった。(1)については前年度の検討結果に基づいてインホイールダイレクトドライブ方式の1人乗り小型電気自動車用アキシャルギャップSRモータの最適設計を行った。その結果,ほぼ同一体格の減速ギヤ内蔵型磁石モータと同等以上のトルクおよび出力性能を達成するアキシャルギャップSRモータの見通しを得るとともに,高トルク密度アキシャルギャップSRモータの設計指針を明らかにした。(2)については,前年度に提案した最適駆動方式を実現するための駆動回路と制御基板の設計を行った。制御基板はFPGAとモデルベース設計を用いることによりシンプルでフレキシブルな取り扱いが可能となった。(3)について,(1)の成果をもとに,モータ構造のみならず,ブレーキの取り付け,配線の取り回し,および排熱を考慮して実用的なハウジング構造を決定し,外注にてモータを試作した。また,(2)の設計結果に基づき,制御回路および駆動回路の試作を行った。(4)について,現有のトルクメータとパワーアナライザなどの測定器をベースとして,モータの測定ベンチを計画し,追加で必要な治具等を設計した。また,モータの無負荷試験を行い,基本的な動作特性を確認した。以上,(1),(2)については概ね計画通り達成できたが,(3)について,インホイールモータとして車両への取り付けを考慮した結果,制動装置に関して当初予定していた部品が採用できないことが分かり,若干モータ構造を変更したため,モータの試作が予定より遅れてしまった。そのため,(4)について,年度内に予定どおり負荷試験まで行うことができなかった。本内容については平成27年5月中旬までの完了を予定している。27年度が最終年度であるため、記入しない。電気機器
高等脊椎動物における自律神経機能の種特異性に関する比較生物学的研究

本報告において、哺乳類では小型齧歯類としてマウス、ラット、ハタネズミ、モルモットを、草食性家畜としてヒツジ、ウマ、雑食性家畜としてミニブタを、また鳥類としてはアヒルおよびウズラを研究対象として、それぞれの動物の自律神経機能に関わる特性を循環生理学、消化生理学、繁殖行動生理学および形態学的の各分野から追求した。循環生理学では無麻酔、無拘束下のテレメトリー心電図、血圧測定をもとにパワースペクトラム法による心拍変動解析、血圧変動解析を行った。その結果、それぞれの動物種において低周波数成分(LF)と高周波数成分(HF)とが存在し、これらが交感神経や副交感神経の緊張度を反映していることが明らかになった。これを指標として両神経系のバランスを調べると、各々の動物種毎にその緊張度が異なっていることや、固有の日内リズムが存在することがわかった。一方、消化生理学研究では、ハタネズミやモルモットでは自律神経の関与する消化酵素分泌機構がラットとは明らかに異なっており、消化管内微生物発酵による短鎖脂肪酸が修飾因子としてかかわっていることが明らかになった。また、繁殖行動生理学実験では、交尾、射精、妊娠、分娩、哺乳の各段階を通じて、自律神経機能が大きく変動することが示された。さらに、形態学実験では心臓や消化管の自律神経支配様式に動物種による明瞭な差が認められた。本研究における実験成績を要約すると、各々の動物種ごとに固有の自律神経性調節機構をもつが、それらは生存のために必要な環境への適応戦略であり、自律神経機能は生体の内部器官を恒常的に維持し、かつ個体の成長と種の保存という面できわめて重要な意義をもつことが明らかにされた。また、本研究を通じて、自律神経機能の発現にかかわる中枢神経機構、抹消神経機構の一部が解明されるなど、今後の新しい研究を展開する上で有益な知見を得ることができた。各種哺乳動物の自律神経機能の一端を明らかにする目的で、ハタネズミ、マウス、ラット、ウマ、ウシからテレメトリー法等によって心電図、行動量、体温等を記録し、以下に述べる各種の解析を行った。また、ハタネズミの消化管ならびにニワトリのクロアカを支配する自律神経支配の中枢領域を免疫組織化学的に同定した。1.心拍変動解析パワースペクトラムおよび心拍変動係数:ハタネズミ、マウス、ラットおよびウマの長時間心電図記録に基づいて心拍間隔の周期解析を行った。パワースペクトラムでは、それぞれの動物種毎に一定の高周波数帯域(HF)および低周波数帯域(LF)が存在すること、HF成分とLF成分の比率等から、記録時における交感神経緊張度ならびに副交感神経緊張度を推測することができることが明らかになった。また、心拍変動係数(CV)は動物種によって差異が認められ、たとえば、ハタネズミの安静時CVはマウスのCVに比べてかなり大きな値を示すことから、副交感神経の影響が大きいことが示唆された。2.心拍、行動量、体温のリズムハタネズミ、マウス、ラットおよびウシの心拍、行動量、体温等について、リズムと相互関係を観察した。これらの指標は運動時や摂食時に亢進し、睡眠時や休息時には低下するほか、各動物種に特有の概日リズムが認められた。すなわち、マウス、ラットでは夜間に高く、昼間に低いという明瞭な24時間周期を示したが、ハタネズミでは、24時間のリズムよりも1周期が4時間前後のウルトラジアンリズムが明瞭であった。いずれの動物種でも、交感神経機能は運動や摂食によって高まり、これによって生体が要求する酸素要求を満たすべく支援的な働きをもつことが示唆された。3.環境温度および低酸素環境の影響ハタネズミおよびマウスにおいて、環境温度が12Cの場合と24Cの場合における心拍レベルの変化等を観察した。ハタネズミはマウスに比べて冷涼環境下および低酸素環境下での心拍の予備力が高いことがわかった。4.免疫組織化学的研究ハタネズミの胃を支配する疑核および迷走神経背側核の細胞分布を明らかにした。また、ニワトリのクロアカを支配する自律神経支配の中枢領域に関して、室傍核の吻側部は交感神経性、尾側部は副交感神経であることなどが明らかになった。

本研究における実験成績を要約すると、各々の動物種ごとに固有の自律神経性調節機構をもつが、それらは生存のために必要な環境への適応戦略であり、自律神経機能は生体の内部器官を恒常的に維持し、かつ個体の成長と種の保存という面できわめて重要な意義をもつことが明らかにされた。また、本研究を通じて、自律神経機能の発現にかかわる中枢神経機構、抹消神経機構の一部が解明されるなど、今後の新しい研究を展開する上で有益な知見を得ることができた。今年度はとくに心拍変動解析を通じて各種動物にみられる特徴や類似性を明らかにした。1.シバヤギの心拍間隔解析シバヤギにおいても心拍数および心電図R-R間隔において比較的明瞭な日内リズム存在すること、摂食行動中には交感神経緊張が著しく高まること、安静時のR-R間隔の周期的変動には副交感神経(迷走神経)の活動変化が関与していることが明らかになった。R-R間隔は無麻酔下の反すう家畜においても自律神経機能の変化を推測する指標として有益であることが確認された。2.ヒツジの心拍変動解析1)平均心拍数は生後直後には180bpm(回/分)を示したが、生後6090日には70-80bpmまでに減少した。2)安静時のCVは全期間を通じて68%で変動幅が大きく、一定した経時的変化は認められなかった。3)安静時のLF/HF面積比は生後30日齢までに1.7から0.30.4まで著しく減少し、夏期高温や肥育に伴ってやや増加した。また、肥育をしない雌は気温の低下に伴って減少した。4)HFピーク値は生後12週間は0.70.8Hzを示したが、2ヶ月齢では0.3Hzと明瞭な減少を示した。しかし、その後は肥育に伴い増加する傾向が認められた。これらの成績から、ヒツジにおいては、生後直後には交感神経緊張が高いが、成長に伴い交感神経緊張が低下し、副交感神経緊張の度合いが増加することなどが推測された。3.ウマ(サラブレッド)の心拍変動解析安静時心拍間隔のパワースペクトラム解析によって、他の動物と同様にHF成分(0.01-0.07Hz)とLF(0.07-0.6Hz)成分が出現することが明らかになった。副交感神経遮断薬のatropineは両成分の出現を完全に抑制し、交感神経遮断薬のpropranololは逆に増強させた。なお、心拍と呼吸との相互相関は0.15Hzで、心拍と血圧との相互相関は0.03Hzでもっとも高く、前者は呼吸の影響を強く受けるが、後者については第3級変動(メイヤー波)と呼ばれる主として圧反射性のゆらぎが関与していることが推測された。
生体内硝酸代謝とその意義

これまで、消化管における硝酸代謝の一環として呼気中の亜酸化窒素の研究を行ってきたが、今年度は胃がんの前段階である萎縮性胃炎や胃切除者を対象として、臨床的な意義を検討した。背景有害な亜硝酸やn-ニトロソアミン化合物は、胃内の細菌の活動によって生成し、萎縮性胃炎や胃切除の患者から検出されることがある。これは胃酸分泌の低下による細菌の増殖が原因と考えられている。本研究の目的は、硝酸還元の主要代謝産物である亜酸化窒素が、萎縮性胃炎や胃切除と関係あるか否かを検討することである。方法被験者は、9人の成人、16人の正常な高齢者、9人の萎縮性胃炎患者、6人の胃切除者である。萎縮性胃炎の判定は血中のペプシノーゲンテストを用いた。夜間絶食後、100gのレタス(硝酸130mg相当)を摂取し、5時間にわたって、15分間隔で呼気中の亜酸化窒素を赤外線光音響分析器を用いて測定した。結果すべての測定時における呼気亜酸化窒素の平均値は、異切除者>萎縮性胃炎者>正常な高齢者>若者の順に高かった。胃切除者と萎縮性胃炎者の最高値は、それぞれ1655±296(mean±SE)ppbと1350±200ppbで健康な高齢者の827±91ppbよりも有意に高かった(順にP=0.031とP=0.036)。若者の最高値は527±86ppbで、正常な高齢者よりも低かった(P=0.041)。考察胃切除者と萎縮性胃炎者の硝酸摂取後における高濃度の亜酸化窒素は、胃酸低下による細菌の増殖を反映しているのではないか。本年度は主として、大腸内における硝酸の硫化水素抑制能について研究をすすめた。概要は以下のとおりである。背景:大腸内において、硫化水素とメタンチオールは硫酸還元菌(SRB)によって生成される。サイトクロームを阻害し、細胞粘膜を傷つける非常に毒性の強い物質である。硫化水素を抑制する手段としては、金属と結合させること、SRBと競合する細菌叢を増殖させることが考えられる。本研究では、金属として、これまで有効な効果が報告されているビスマスと亜鉛に加えて鉄を、SRBと競合する硝酸還元菌を増殖させるために硝酸を糞便培地に加え、その効果を検討した。方法:6人の健康な青年男子から摂取した糞便を用い10%懸濁液を作成した。30mlの嫌気培養試験管に28mlの培地と糞便懸濁液と金属あるいは硝酸溶液1mlづつ加えた。溶液の濃度は0.1、0.5、1.0mMの3種類である。また、コントロールとして、水を用いた。この培養液を37°Cで24時間培養し、培養後HPLCを用いて硫化物を測定した。結果:亜鉛では1.0mM摂取時のみ57%と有意な減少が見られた(P<0.05)。鉄ではすべての濃度において、それぞれ、36%、44%、58%と有意に減少した(P<0.05)。ビスマスはもっとも効果が強く、すべての濃度において、90%以上も減少した。硝酸は0.5mMと1.0mM時に41%、68%と有意に減少した(P<0.05)。考察:ビスマス、鉄、亜鉛とも硫化水素を抑制には効果がある。しかし、副作用があるため、実際の利用にはさらに検討が必要である。これまで、硝酸は発ガン性が強い亜硝酸やニトロソアミンの前駆物質となることから、生体には有害とされてきたが、本結果から、大腸内においては、有益な効果があると示唆された。
省エネのための船体運動を考慮したエンジン制御に関する研究

船舶において更なる省エネルギー化を行うために,船体運動を反映させたエンジンおよびプロペラ系の回転数・トルク制御を考える.このような制御を行うためには適切なモデルの開発が必要である.本研究では,エンジン・プロペラ系の運動モデルを,船体と波浪との相互干渉も含めた実現象に近い形で船体運動を考慮しつつ導出する.得られたモデルに基づき,どのような船舶にでも対応する新たなエンジン・プロペラ系の制御アルゴリズムを構築する.本研究では.波浪との相互干渉も含めた形で船体動揺をモデル化し,詳細なエンジン・プロペラ系のモデルと併せてシミュレータを構築する.構築したシミュレータを用いて,実海域での船舶のエネルギー消費を低減可能なエンジン制御アルゴリズムの確立を考案する.ロール,ピッチ,ヨウなど船体動揺を正弦波外乱として模擬したものをエンジン・プロペラ系のモデルに加えたシミュレーションモデルを構築した.プロペラにおいては同一プログラムにて可変ピッチプロペラ,固定ピッチプロペラとどちらもシミュレート可能にしてあるため,様々な船舶にて対応しやすくなっている.また,本研究では既存の比較的簡便なエンジン・プロペラ系モデルのうちエンジンモデルを詳細化した.燃料噴射・燃料燃焼・発熱・筒内圧力変化というプロセスをモデル化し時系列的にエンジン挙動のシミュレート可能にする.これにより,燃料噴射タイミング,燃料噴射量(燃料噴射期間),燃料噴射パターン(例えば,多段噴射)等を変化させた解析が可能となり,船体運動を考慮した場合のエンジンの燃料消費を制御アルゴリズムごとに見積もることが可能となる.また,このモデルの詳細化により,燃料消費低減に有効な制御におけるタイムスケールが把握できる.今後は船舶の実運航データを取得することでシミュレーションとの整合性を取ることで解析する必要がある.船舶において更なる省エネルギー化を行うために,船体運動を反映させたエンジンおよびプロペラ系の回転数・トルク制御を考える.このような制御を行うためには適切なモデルの開発が必要である.本研究では,エンジン・プロペラ系の運動モデルを,船体と波浪との相互干渉も含めた実現象に近い形で船体運動を考慮しつつ導出する.得られたモデルに基づき,どのような船舶にでも対応する新たなエンジン・プロペラ系の制御アルゴリズムを構築する.本研究では.波浪との相互干渉も含めた形で船体動揺をモデル化し,詳細なエンジン・プロペラ系のモデルと併せてシミュレータを構築する.構築したシミュレータを用いて,実海域での船舶のエネルギー消費を低減可能なエンジン制御アルゴリズムの確立を考案する.ロール,ピッチ,ヨウなど船体動揺を正弦波外乱として模擬したものをエンジン・プロペラ系のモデルに加えたシミュレーションモデルを構築した.プロペラにおいては同一プログラムにて可変ピッチプロペラ,固定ピッチプロペラとどちらもシミュレート可能にしてあるため,様々な船舶にて対応しやすくなっている.また,本研究では既存の比較的簡便なエンジン・プロペラ系モデルのうちエンジンモデルを詳細化した.燃料噴射・燃料燃焼・発熱・筒内圧力変化というプロセスをモデル化し時系列的にエンジン挙動のシミュレート可能にする.これにより,燃料噴射タイミング,燃料噴射量(燃料噴射期間),燃料噴射パターン(例えば,多段噴射)等を変化させた解析が可能となり,船体運動を考慮した場合のエンジンの燃料消費を制御アルゴリズムごとに見積もることが可能となる.また,このモデルの詳細化により,燃料消費低減に有効な制御におけるタイムスケールが把握できる.今後は船舶の実運航データを取得することでシミュレーションとの整合性を取ることで解析する必要がある.近年のエネルギー・環境問題に対応するために,船舶においても一層の省エネルギー化が求められている.船舶の省エネルギー化は,これまで,主に船体,プロペラ,エンジンと個々の要素についてなされてきた.しかし,さらなる省エネ化を考えたとき,要素単体ではなく船舶を一つのシステムと見なし,システム全体で省エネ化を目指すアプローチが不可避となろう.例えば,波浪によるプロペラ流入速度の変動や船速の変動,エンジン回転数変動に伴う燃費の変化等の関係を考慮して,新たなエンジン制御等を行うことにより,更なる省エネルギー化を図ることが可能になると考えられる.そこで本研究では,船体運動とエンジン・プロペラ系を一体化したシステムを構築し,その静的および動的な挙動・性能を計算・評価することを考える.特に,実海域における波浪とそれに伴う船体応答の時間的変動に対応するエンジン側の制御アルゴリズムの設計を目標とする.この対象の動的挙動を扱う際,波浪と船体運動およびエンジン・プロペラ系の応答までも含めたシステム解析が必要となる.現在,船体運動を考慮したエンジン・プロペラ系の数学モデルが提案され,船体運動の燃費への影響等の解析もなされ始めている.本研究では,より信頼性が高い計算結果を得るため,実エンジンによる燃料消費量のデータに基づく燃費モデルを用い,船体運動,エンジンモデル,同シミュレーションで固定ピッチと可変ピッチが計算可能なプロペラモデルとそれぞれの既存のモデルを生かし,これを統合した船体運動を考慮したエンジン・プロペラ系モデルを構築する.その上で,エンジン回転数を一定にするためのガバナ制御の計算モデル(以下,回転数一定制御)を取り入れ,プロペラによるスラスト(推力)の変化に応じた船速を求めるモデルを構築することで,より実船舶の運航に近い性能を評価できるようにした.本研究では船舶の省エネ技術として,ウェザールーティング,エンジンの電子制御や可変ピッチプロペラによる自動制御技術などの既存の技術を要素別に考慮できるように,これらの既存技術を生かすべく船体運動,エンジン,プロペラとそれぞれの要素別にモデルを作成した.エンジンモデルでは,プロペラに対する負荷変動によって変化するエンジン回転数を計算する.この中には所望の回転数を維持するために燃料噴射量を変化させるエンジンガバナによる制御モデルも含まれる.また,実エンジンの計測結果に基づくマップを使用することで,より詳細なモデルとなる.船体モデルではプロペラで発生するスラストの変動によって変化する船速を計算する.