hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
最短経路問題を解くリアルタイムシステム

現在の自動車社会において,目的地まで渋滞を避つつ時間的もしくは距離的に最短な経路を見つけることは,生活をする上で重要な問題である.また,渋滞,工事,事故による通行止め,斜線規制などは,リアルタイムに変化するものである従来の計算幾何学の分野で扱われている最短経路問題では,障害物などの状況はアルゴリズムを実行中は変化しないと仮定され,動的に変化する状況を仮定したアルゴリズムの研究は,ほとんど行なわれていない.しかし,刻一刻と道路の状況,天候,事故情報などが変化する自動車社会における交通網に,従来の最短経路を求めるアルゴリズムを当てはめようとすると1.最短経路を求めている間に道路状況が変化すると,せっかく求めかけた解が意味をもたなくなる.2.いつ終了するとも知れないアルゴリズムのため最短経路が求まった時には,すでに自動車は移動しており,せっかく求めた解が意味をもたなくなる.などの問題が生じる.そこで,本研究では,このような問題を解決するためにリアルタイムシステムの考え方を計算幾何学の分野に導入を考えた.リアルタイムシステムは解を有効な時間内で求めることもさることながら,耐故障性も備えていることが特徴である.しかし,リアルタイムシステムを利用するにあたり次のような問題点が明らかになった.・状況がリアルタイムに変化するので,いつの時点での"最短"であるかという問題.今後は,求めた解の有効時間(有効となる範囲)を動的に求める手法の導入を考えている.現在の自動車社会において,目的地まで渋滞を避つつ時間的もしくは距離的に最短な経路を見つけることは,生活をする上で重要な問題である.また,渋滞,工事,事故による通行止め,斜線規制などは,リアルタイムに変化するものである従来の計算幾何学の分野で扱われている最短経路問題では,障害物などの状況はアルゴリズムを実行中は変化しないと仮定され,動的に変化する状況を仮定したアルゴリズムの研究は,ほとんど行なわれていない.しかし,刻一刻と道路の状況,天候,事故情報などが変化する自動車社会における交通網に,従来の最短経路を求めるアルゴリズムを当てはめようとすると1.最短経路を求めている間に道路状況が変化すると,せっかく求めかけた解が意味をもたなくなる.2.いつ終了するとも知れないアルゴリズムのため最短経路が求まった時には,すでに自動車は移動しており,せっかく求めた解が意味をもたなくなる.などの問題が生じる.そこで,本研究では,このような問題を解決するためにリアルタイムシステムの考え方を計算幾何学の分野に導入を考えた.リアルタイムシステムは解を有効な時間内で求めることもさることながら,耐故障性も備えていることが特徴である.しかし,リアルタイムシステムを利用するにあたり次のような問題点が明らかになった.・状況がリアルタイムに変化するので,いつの時点での"最短"であるかという問題.今後は,求めた解の有効時間(有効となる範囲)を動的に求める手法の導入を考えている.
メカノセンシングによる血管内皮および上皮細胞のアクチン骨格制御機構の解明

本研究において、血管内皮細胞に対する繰り返し伸展刺激による細胞の方向転換をモデルに、機械的刺激に対する応答(メカノストレス応答)に関与する低分子量G蛋白質Rhoファミリーの活性化因子Rho-GEFの網羅的探索を行い、11種類の分子を同定することに成功した。その中の一つであるSoloは、カドヘリン依存的な細胞間接着からの機械的刺激を仲介して繰り返し伸展刺激による応答に寄与すること、上皮細胞においては、基質との接着部位に負荷された張力によるストレスファイバー形成、RhoAの活性化に寄与することを明らかにした。本年度は、繰り返し伸展刺激によって血管内皮細胞が配向する応答に関与するRho-GEFとして同定したSoloについて解析を進めた。Soloの結合蛋白質を同定するためにプロテオミクス解析を行い、Soloは、アクチンや中間径フィラメントと結合していることを明らかにし、さらに、結合部位を生化学的な解析により明らかにした。また、機械的力負荷を細胞にかけて細胞内のアクチンの重合促進を検出する方法を確立し、Soloの機械的力に対する応答への関与を解析した。その結果、Soloの不活性型変異体の過剰発現は、力負荷刺激による局所のアクチン重合に対して抑制的に働くことが明らかとなった。さらに、Soloの発現抑制による影響について解析を進めている。乳腺上皮細胞の細胞外マトリックスの硬さ依存的な形質転換に寄与するRho-GEFとして同定したFarp1についても解析を進め、昨年度、Farp1がインテグリンと結合することを発見したことから、インテグリンに依存した細胞接着による細胞増殖シグナルの活性化に対する関与を解析した。その結果、Farp1は乳腺上皮細胞におけるコラーゲンやフィブロネクチンへの接着によるMAPキナーゼの活性化に重用であることが明らかとなった。また、アクチン骨格の再構築制御に重要なコフィリンのリン酸化酵素であるLIMキナーゼの活性を簡易に検出する方法を開発しLIMキナーゼの阻害剤を探索した結果、DamnacanthalがLIMキナーゼの強い阻害剤であることを発見した。さらに、Damnacanthalは、LIMキナーゼの活性を抑制することで、細胞移動、癌細胞の浸潤、皮膚の炎症反応によるランゲルハンス細胞の移動を抑制する働きを持つことを明らかにした。これまでに、Soloは細胞間接着部位と細胞ー基質間接着部位の特定の部分に集積して局在することが明らかとなっていた。本年度は、これらの部位からの機械的力負荷刺激における細胞応答とアクチン骨格の再構築に対するSoloの機能解析を行った。まず、繰り返し伸展刺激においてカドヘリン依存的な細胞間接着からの機械的力負荷刺激に依存した細胞の配向にSoloが必要であることを明らかにした。また、繰り返し伸展刺激によるRhoAの活性化にSoloが必要であることを明らかにした。次に、細胞ー基質間接着に対して機械的力負荷刺激をすることで引き起こされるストレスファイバーの形成誘導においてSoloの活性が必要であることを明らかにした。さらに、昨年度までに同定していたSoloの結合蛋白質によるSoloの活性化機構について解析を進めた。また、細胞外基質の硬さ依存的な乳腺上皮細胞の増殖促進に関与するRho-GEFとして同定したFarp1の機能解析をさらに進め、細胞のフィブロネクチンへの接着における細胞の広がりと葉状仮足形成においてFarp1が必要であることを明らかにした。さらに、細胞外基質への接着におけるRacの活性化にFarp1が関与することを示唆する結果が得られた。しかし、Farp1が標的とするRhoファミリー分子として、Racと拮抗して活性化するRhoAも活性化することを確認しており、Farp1は、RhoAとRacの活性を共に制御する未知のメカニズムをもつことが示唆された。また、アクチン切断・脱重合因子コフィリンの脱リン酸化酵素Slingshot-1が、Insulin receptor substrate 4(IRS-4)と結合することを見出し、この結合がインスリン刺激によって引き起こされるコフィリンの脱リン酸化を促進することを明らかにした。本研究は、血管内皮細胞と上皮細胞における機械的刺激によるアクチン骨格の再構築の分子機構の解明を目的として研究を行ってきた。血管内皮細胞に対する繰り返し伸展刺激による細胞の配向に関与するRho-GEFとして11種類の分子を同定し、その中の一つであるRhoAとRhoC特異的なRho-GEFであるSoloに注目して研究を進めてきた。これまでに、Soloは、繰り返し伸展刺激時に細胞間接着から入力される機械的刺激に依存して血管内皮細胞の配向に寄与することを明らかにしてきた。本年度は、Soloの結合タンパク質をプロテオミクス解析によって探索し、Soloが単層上皮特異的な中間径フィラメントであるケラチン8/18繊維に結合することを明らかにした。また、Soloが、ケラチン8/18繊維の細胞内のネットワークの正常な配置に必要であることを明らかにした。さらに、上皮細胞に対する張力を付加する実験方法を確立し、張力依存的なストレスファーバー形成にSoloとケラチン8/18繊維が必要であること、張力の付加によるRhoAの活性化にSoloが必要であることを明らかにした。また、これらの応答には、Soloとケラチン8/18繊維の結合が重要であることを明らかにした。さらに、Soloはデスモソーム構造の形成、維持に関与することを明らかにした。

これらの機械的刺激に対する細胞応答におけるSoloの機能解析と同時に、上皮細胞の集団移動におけるSoloの機能を解析し、Soloが集団移動の移動速度の制御に関与することを見出した。また、上皮細胞のコラーゲンゲル内における3次元培養による管腔構造の形成におけるSoloの機能解析を行い、Soloが管腔の内腔の大きさと管腔の形状を制御する機能を持つことが示唆される結果が得られた。本研究において、血管内皮細胞に対する繰り返し伸展刺激による細胞の方向転換をモデルに、機械的刺激に対する応答(メカノストレス応答)に関与する低分子量G蛋白質Rhoファミリーの活性化因子Rho-GEFの網羅的探索を行い、11種類の分子を同定することに成功した。その中の一つであるSoloは、カドヘリン依存的な細胞間接着からの機械的刺激を仲介して繰り返し伸展刺激による応答に寄与すること、上皮細胞においては、基質との接着部位に負荷された張力によるストレスファイバー形成、RhoAの活性化に寄与することを明らかにした。血管内皮細胞に対する繰り返し伸展刺激による配向について、細胞間接着に依存した機械的力負荷が重要であることを明らかにし、その過程でSoloが寄与することを明らかにした。また、細胞への引張による刺激では、細胞ー基質間接着に依存した機械的力負荷を介したストレスファイバー形成にSoloが寄与することを明らかにした。Soloの特徴的な細胞内局在である細胞間接着部位と細胞ー基質間接着部位への集積は、本研究で注目した理由の一つであり、その意義を解明することが目的の一つでもあった。本年度の解析により、その意義については結論を得ることができたことから、概ね計画は順調に進んでいる。さらに、その分子メカニズムを解明することが今後の課題である。また、Farp1の上皮細胞の細胞ー基質間接着における役割と分子メカニズムについて解析を行い、Farp1がRacを活性化することによって、接着時のラメリポディア形成と細胞増殖促進に寄与することを明らかにすることができた。また、細胞間接着形成におけるFarp1の役割と分子メカニズムの解明に寄与する発見をすることができた。これらの結果から、概ね計画は順調に進んでいる。分子細胞生物学1. Soloのメカノセンサーとしての機能解析:SoloのGEF活性が機械的な力負荷によって活性化する可能性を考え、In vitroにおいてリコンビナントSolo蛋白質に機械的張力を負荷する実験を行い、検討する。これまでに、種々の発現系を検討し、培養動物細胞に発現させた組換え蛋白質を用いることで解析が可能であることを見出している。この組換え蛋白質をシリコーン膜に固相化して力負荷をかける実験方法を確立し、Soloの力による変形によってGEF活性が活性化される可能性を検討する。2.細胞の集団移動におけるSoloの機能解析:Soloの細胞集団における機能を解析するために、上皮細胞の集団移動をモデルに解析を行う。上皮細胞が細胞間接着を形成して集団となり、コラーゲンゲル上を移動する実験方法を確立し、Soloの発現抑制、欠失変異体の過剰発現による影響を解析する。集団内の個々の細胞の動きを解析し、機械的力負荷の作用による細胞集団の秩序化におけるSoloの機能を解析する。
自己組織化能を有する有機分子薄膜の輸送特性に関する分子論的研究

本研究では,自己組織化単分子膜(SAM)を介した熱輸送機構を明らかにし,分子スケールから新規的な界面修飾材料をデザインする際に有用となる分子レベルの設計指針を模索することを目標に研究を行った.特に,分子動力学法を用いて,SAM修飾の対象として工業・産業応用に際し有望な固体基盤材料やSAM分子の模索を行い,SAM修飾表面と溶媒との組み合わせに対し,界面における熱輸送効率を明らかにした.これらの研究を通じて,界面熱抵抗低減の目的でSAM修飾を適用するかどうかは,用いる溶媒や固体表面の種類によって選択する必要があることを明らかにした.自己組織化単分子膜(self-assembled monolayer, SAM)は,固体表面の修飾技術として広く研究が進んでおり,表面の物理化学的特性を分子スケールから柔軟に制御する技術として応用が進んでいる.本研究では,分子動力学シミュレーションを用いて,SAMを介した熱物質輸送機構を明らかにすることを目的とし,分子スケールから新規界面修飾材料をデザインする際に有効となる分子レベルの設計指針を模索することを目標に研究を行っている.本年度では,界面を構成する材料であるSAMと溶媒の組み合わせに対し,界面における熱輸送効率がどのように変化するか明らかにした.特に分子修飾技術の工業・産業応用を考慮した場合,幅広く用いられる固体材料についての検討が重要である.ここでは熱伝導素材として一般的に使われている銅の固体基盤に対し,疎水性および親水性末端官能基を持つSAMを修飾して,水溶媒との間に形成される界面での熱輸送効率(界面熱抵抗)を調べた.また,SAMが理想的な形で吸着しない場合も考慮し,吸着密度を変化させた場合の界面熱抵抗についても解析した.その結果,銅基盤表面は活性が高くSAM分子との強い相互作用によって,界面における分子スケールのラフネスが大きいことがわかった.また,表面におけるSAM分子の吸着密度が低くなると,水溶媒とSAM界面でのラフネスが大きくなる傾向があり,その結果として界面熱抵抗が減少する傾向が明らかになった.以上の結果から,銅基盤とSAMの組み合わせについても有望な界面熱抵抗低減技術となることが示唆される.自己組織化単分子膜(self-assembled monolayer, SAM)は,固体表面の修飾技術として広く研究が進んでおり,表面の物理化学的特性を分子スケールから柔軟に制御する技術として応用が進んでいる.本研究では,分子動力学シミュレーションを用いて,SAMを介した熱物質輸送機構を明らかにすることを目的とし,分子スケールから新規的な界面修飾材料をデザインする際に有効となる分子レベルの設計指針を模索することを目標に研究を行っている.本年度では,SAM修飾の対象として工業・産業応用に対し有望な基板材料の模索を行い,溶媒との組み合わせに対し,界面における熱輸送効率を明らかにした.ここでは熱伝導素材として一般的に使われているアルミニウムの固体基盤を採用し,水溶媒との間に形成される界面での熱輸送効率(界面熱抵抗)を調べた.産業利用の実際を考えると,(特にアルミニウム)固体表面は酸化を受けるため,酸化された状態での界面熱輸送特性を明らかにする必要がある.したがって,アモルファス状態での妥当な界面分子モデルを作成し,水との界面における界面熱抵抗を調べた.その結果として界面熱抵抗が小さいことが明らかになったが,次年度以降この界面にける熱輸送特性の詳細な機構を明らかにする予定である.これまでの結果を考慮すると,熱輸送特性低減の目的でSAM修飾を適用するかどうかは,用いる溶媒や固体表面の種類によって選択する必要があることがわかった.自己組織化単分子膜(self-assembled monolayer, SAM)は,固体表面の修飾技術として広く研究が進んでおり,表面の物理化学的特性を分子スケールから柔軟に制御する技術として応用が進んでいる.本研究では,分子動力学シミュレーションを用いて,SAMを介した熱物質輸送機構を明らかにすることを目的とし,分子スケールから新規的な界面修飾材料をデザインする際に有用となる分子レベルの設計指針を模索することを目標に研究を行っている.特に,SAM修飾の対象として工業・産業応用に際し有望な固体基板材料やSAM分子の模索を行い,SAM修飾表面と溶媒との組み合わせに対し,界面における熱輸送効率を明らかにした.ここでは熱伝導材料として一般的に使われている銅やアルミニウムの固体基盤を採用し,水溶媒との間に形成される界面での熱輸送効率(界面熱抵抗)を調べた.また,SAM分子として熱的・化学的安定性に優れるフルオロカーボン系のSAMを介した界面熱輸送特性も検討した.フルオロカーボン素材は,冷媒としても広く利用されており,今後の工業・産業応用の観点から有用性が高いと考えられる.これらの研究を通じて,界面熱抵抗低減の目的でSAM修飾を適用するかどうかは,用いる溶媒や固体表面の種類によって選択する必要があること,フルオロカーボン系など親和性の低い媒質間の熱輸送効率を向上するためには,親和性改善のための分子選択・分子デザインを必要とすることが明らかとなった.本研究では,自己組織化単分子膜(SAM)を介した熱輸送機構を明らかにし,分子スケールから新規的な界面修飾材料をデザインする際に有用となる分子レベルの設計指針を模索することを目標に研究を行った.特に,分子動力学法を用いて,SAM修飾の対象として工業・産業応用に際し有望な固体基盤材料やSAM分子の模索を行い,SAM修飾表面と溶媒との組み合わせに対し,界面における熱輸送効率を明らかにした.これらの研究を通じて,界面熱抵抗低減の目的でSAM修飾を適用するかどうかは,用いる溶媒や固体表面の種類によって選択する必要があることを明らかにした.本研究では,自己組織化有機分子薄膜および溶媒との界面における熱物質輸送特性を支配する分子論的機序を明らかにすることが目的である.今年度では,より広範な工業的基板と溶媒間の熱輸送機構の解明に関して,基板表面のバリエーションを広げることを行った.

また,基板と溶媒との界面熱輸送特性を明らかにした.以上のように今年度の目標としては概ね達成できているといえる.ただし,界面自由エネルギーの解析についてはやや遅れているため,次年度では重点的に実施する予定である.分子熱流体工学今後はSAM末端修飾基および工業的に重要な熱媒流体など,さらにバリエーションを増やし,SAMと種々の溶媒との親和性(界面自由エネルギー)を明確にした上で,界面熱抵抗との関連性を明らかにする.また,界面における熱輸送特性については輸送を担う構成要素を微視的スケールで分解して測定できる解析手法を利用し,SAM界面における熱輸送機構を明らかにする.また,界面自由エネルギーの解析手法についてもこれまでに提案されている手法(熱力学的積分法や自由エネルギー摂動法)を用いて解析を行っていく.最終的にこれまで得られているSAM分子種による影響や溶媒との組み合わせについて考察し,効率的な界面熱輸送を実現する表面修飾について,分子設計の立場から提案を行う.本研究では,自己組織化有機分子薄膜および溶媒との界面における熱物質輸送特性を支配する分子論的機序を明らかにすることが目的である.今年度では,SAMと溶媒間の熱輸送機構の解明に関して,修飾基盤のバリエーション,SAM末端基のバリエーション(メチル末端基(-CH3)およびヒドロキシル基(-OH)),およびSAM吸着密度の変化について詳細に解析を行った.以上のように今年度の目標としては概ね達成できているといえる.消耗品費として数値計算に関連したPC周辺機器を購入する予定であったが,当該年度中では既存の数値計算設備で十分であったので,次年度使用額が生じた.今後はSAM末端修飾基について,さらにバリエーションを増やし溶媒との親和性(界面自由エネルギー)を明確にした上で,界面熱抵抗との関連性を明らかにする.また,界面における熱輸送特性に加え,有機分子薄膜内部の熱伝導特性に着目し,SAMアルカン鎖の秩序性と熱輸送効率との関連性について研究を行う.熱エネルギー輸送については,輸送を担う構成要素を微視的スケールで分解して測定可能な解析手法を利用し,SAM界面における熱輸送機構を明らかにする.また,界面自由エネルギーの解析手法についてもこれまでに提案されている手法(熱力学的積分法や自由エネルギー摂動法)を検討・導入することで対応する予定である.より広範な条件において分子動力学シミュレーションを行うに従い,次年度以降数値計算に関連したPC周辺機器が必要となることが予想されるため,次年度に使用する予定である.消耗品費として数値計算結果を保存するためのHDDメディアを購入する予定であったが,当該年度中では既存の数値計算設備で十分であったので,次年度使用額が生じた.数値計算結果を保存するためのHDDメディアは今後分子動力学シミュレーションを行うに従い,それらが必要となることが予想されるため,次年度に使用する予定である.
青少年のための科学教育啓蒙活動の効果の科学的測定

青少年の理科離れの問題への対処として,各地で理科実験教室やサイエンス・ライブ・ショーなどを実施してきた。おおむね,どの実験教室でもアンケートの結果,「とても楽しい」「また来たい」という回答がよせられているが,一般にそのようなアンケートでは,主催側に配慮して,望ましい回答が寄せられる傾向が強いので,学習効果が必ずしも「科学的に」測定されているわけではない。本研究では,こうしたアンケート調査の問題点を解決する手法の一つとして,潜在連想テストの改良版であるFUMIEテストを開発し,以下のような効果の測定を行った。事例1色素増感太陽電池を利用し,模型自動車教材を走らせる授業実践の評価としてFUMIEテストを行った。授業の事前と事後に計2回実施し,一般的アンケートによる学習効果(具体的には,学習内容の理解度,エネルギー学習への興味・関心,理科授業・実験への興味・関心)の測定に加えてFUMIEテストを行ったところ値が上昇していた。事例2おもしろサイエンス2007年度「春の実験教室」において,ようやく1回きりの実験教室の事前・事後でFUMIEテストによる効果の測定に成功した。FUMIEテストを様々なスタイルに変化させ,模索することで,科学教育啓発活動の学習効果を科学的に測定できる可能性があることを示すことができつつある。「青少年の科学離れ」は深刻である。そうした中で、子どもたちが科学に親しむ機会を提供する試みが全国的に実施されてきている。しかし、皮肉なことに、こうした科学啓蒙活動の効果は「科学的に」測定されているわけではなく、極論すれば、参加した子どもたちの楽しそうな様子から「これで科学に親しんでもらえただろう」と主催側が自己満足しているにすぎないとさえ言える。参加者にアンケート調査を行ったとしても、啓蒙活動の効果の正確な測定とはならない。アンケート調査では、どうしても回答が好意的なものとなるバイアスがかかるからである。本研究では、こうしたアンケート調査の問題点を解決する手法の一つとして潜在連想テストの改良版であるFUMIEテストを開発し、以下のような効果の測定を行った。1)『青少年のための科学の祭典』の会場において、受付時にサンプリング抽出をした参加者に協力を求め、受付時とイベント終了時の2回のFUMIEテストによって、「科学」などの潜在的イメージの変化を測定した。2)長野県内の小中学校において、科学啓蒙活動の一環としての講演を行い、講演の前後に2回のFUMIEテストによる測定を行い、講演の効果を測定した。FUMIEテストは開発途上であり、本研究での活用実践を通して、さらなる改良をすることも目的としている。特に重要なことは、手間はかかるが精度の高いIATと簡便な測定ができるFUMIEテストとの測定結果の同等性を確認することである。そこで、FUMIEテストを用いて第1の研究目的のためのデータを収集するほか、一部の参加者についてはIATを併せて実施することでFUMIEテストとIATとの同等性の検証をすることを並行して進めた。成果の発表、今年度は初年度であり、成果発表にまでは至らなかった。子どもたちが科学に親しむ機会を提供する試みが全国的に実施されてきている。しかし、皮肉なことに、こうした科学啓蒙活動の効果は「科学的に」測定されているわけではなく、参加した子どもたちの楽しそうな様子から「これで科学に親しんでもらえただろう」と主催側が自己満足しているにすぎないとさえ言える。2)信州大学教育学部の理科教育の授業において、カエルの解剖実験を含む授業とそうでない授業における「解剖」や「生命」「実験」という概念に対する潜在連想の効果を測定した。上記研究成果は、第18回アメリカ心理学会(APS)および第4回国際記憶会議においてポスター発表した。また、『科学教育研究』(科学教育学会)に論文を投稿した。

授業の事前と事後に計2回実施し,一般的アンケートによる学習効果(具体的には,学習内容の理解度,エネルギー学習への興味・関心,理科授業・実験への興味・関心)の測定に加えてFUMIEテストを行ったところ値が上昇していた。事例2おもしろサイエンス2007年度「春の実験教室」において,ようやく1回きりの実験教室の事前・事後でFUMIEテストによる効果の測定に成功した。FUMIEテストを様々なスタイルに変化させ,模索することで,科学教育啓発活動の学習効果を科学的に測定できる可能性があることを示すことができつつある。
過大荷重により損傷した高力ボルト継手の力学的挙動の解明とその補修法の開発

平成30年度は,1度すべりが生じた高力ボルト摩擦接合継手の再すべり挙動の解明を課題として,(1)変動分布を考慮した損傷部分の塗膜の適切な測定方法の確立,(2)すべりが生じた高力ボルト継手の再すべり時のすべり耐力の低下要因の解明の検討を行った.(1)で扱うすべりによる塗膜はがれは,ばらつきを伴うため,そのばらつきを適切に考慮して把握する必要があり,予備検討として望ましい塗膜厚の測定方法を検討した.継手のすべり試験体を作成し,万能試験機ですべり実験を行いすべりによって損傷した無機ジンクリッチペイントの塗膜を得た.実験の前後でそれぞれ塗膜厚計を用い試験体表面の塗膜厚を多数回測定し,その変動に基づき統計的な視点から,実験前後それぞれで測定回数,測定部位などの望ましい測定条件を検討した.その結果,すべり前の塗膜に対して,信頼水準95%,許容誤差率5%で結果を得るには,11回程度測定し平均するのがよいことを示した.また,1か所を測定するよりも複数個所を測定して平均をとる方が結果の変動が少ないことを測定結果にもとづき示した.すべり後は塗膜損傷の程度により回数が異なり,ボルト孔近傍で19回程度,ボルト孔から離れた場所で17回程度の測定が必要であることを示した. (2)では次年度の高いすべり耐力が期待されるすべりが生じた継手の補修方法の検討に先立ち,すべり耐力への影響が考えられる要因のうちFEM解析で検討が可能な要因に着目してその影響の度合いを検討した.過大荷重を想定してすべり荷重の1.3倍まで載荷したときの1度目のすべり時の母板降伏の影響と,ボルト孔とボルト軸部の接触によるボルト孔近傍の支圧変形およびその除去作業時の過剰な切削の影響に着目してFEM解析で影響を評価した.その結果,両者の組み合わせでもすべり耐力の低下が最大で2%程度と小さいことを示した.研究実績の概要に示した(1)の検討は計画に沿っておおむね順調に進行した.(2)も検討作業自体はおおむね順調に進行した.ただし,補修後のすべり耐力への1度目のすべり時の母板降伏の影響やボルト孔縁の支圧変形,その支圧変形の過剰な切削の影響が課題着手前に想定していたよりも小さいことが判明した.そのため,塗膜損傷の影響の割合が大きいと推定され,補修後のすべり耐力の評価,分析にあたって,FEM解析のすべり挙動と実挙動が整合している必要性がより高くなった.研究代表者のこれまでのFEM解析手法は静止摩擦のみをモデル化しており,すべり直後の荷重低下が再現されていない.すべり後の挙動をより詳細に分析するには,荷重低下の再現性の向上が必要と考え,実挙動により整合させるための解析手法の改良の追加検討に時間を要した.そのためやや遅れていると判断した.2019年度は,すべりが生じた継手に対して一定以上のすべり耐力が期待される補修法の検討を目的として,(3)部位別の塗膜損傷の補修後のすべり耐力への影響度の調査,(4)すべりにより接合面処理が損傷した高力ボルト継手のすべり耐力の高い補修法の開発を行う.(3)では,平成30年度の検討で塗膜損傷の補修後のすべり耐力への影響が大きいことが示唆されたため,損傷部位とすべり耐力への影響との関係をFEM解析により検討する.平成30年度に行った継手のすべり実験後の試験体の塗膜厚損傷状況を参考に損傷形状をパターン化し,損傷部位別の影響度を明らかにする.(4)ではすべりの発生により無機ジンクリッチペイントの塗膜が損傷した継手部をいったん解体し再接合するときの適切な補修方法を検討する.実構造を想定すると交換用の連結板は再製作により高いすべり耐力が期待される.しかし,母材側は現場での補修となるため,有機ジンクリッチペイントなど施工性も考慮した補修法が必要となる.補修部位のすべり耐力への影響度も考慮して補修法を選択し検討を進める.なお,本検討は平成30年度に使用した試験体も一部再活用して継手のすべり試験を行い補修効果を確認する.平成30年度は,1度すべりが生じた高力ボルト摩擦接合継手の再すべり挙動の解明を課題として,(1)変動分布を考慮した損傷部分の塗膜の適切な測定方法の確立,(2)すべりが生じた高力ボルト継手の再すべり時のすべり耐力の低下要因の解明の検討を行った.(1)で扱うすべりによる塗膜はがれは,ばらつきを伴うため,そのばらつきを適切に考慮して把握する必要があり,予備検討として望ましい塗膜厚の測定方法を検討した.継手のすべり試験体を作成し,万能試験機ですべり実験を行いすべりによって損傷した無機ジンクリッチペイントの塗膜を得た.実験の前後でそれぞれ塗膜厚計を用い試験体表面の塗膜厚を多数回測定し,その変動に基づき統計的な視点から,実験前後それぞれで測定回数,測定部位などの望ましい測定条件を検討した.その結果,すべり前の塗膜に対して,信頼水準95%,許容誤差率5%で結果を得るには,11回程度測定し平均するのがよいことを示した.また,1か所を測定するよりも複数個所を測定して平均をとる方が結果の変動が少ないことを測定結果にもとづき示した.すべり後は塗膜損傷の程度により回数が異なり,ボルト孔近傍で19回程度,ボルト孔から離れた場所で17回程度の測定が必要であることを示した. (2)では次年度の高いすべり耐力が期待されるすべりが生じた継手の補修方法の検討に先立ち,すべり耐力への影響が考えられる要因のうちFEM解析で検討が可能な要因に着目してその影響の度合いを検討した.

過大荷重を想定してすべり荷重の1.3倍まで載荷したときの1度目のすべり時の母板降伏の影響と,ボルト孔とボルト軸部の接触によるボルト孔近傍の支圧変形およびその除去作業時の過剰な切削の影響に着目してFEM解析で影響を評価した.その結果,両者の組み合わせでもすべり耐力の低下が最大で2%程度と小さいことを示した.研究実績の概要に示した(1)の検討は計画に沿っておおむね順調に進行した.(2)も検討作業自体はおおむね順調に進行した.ただし,補修後のすべり耐力への1度目のすべり時の母板降伏の影響やボルト孔縁の支圧変形,その支圧変形の過剰な切削の影響が課題着手前に想定していたよりも小さいことが判明した.そのため,塗膜損傷の影響の割合が大きいと推定され,補修後のすべり耐力の評価,分析にあたって,FEM解析のすべり挙動と実挙動が整合している必要性がより高くなった.研究代表者のこれまでのFEM解析手法は静止摩擦のみをモデル化しており,すべり直後の荷重低下が再現されていない.すべり後の挙動をより詳細に分析するには,荷重低下の再現性の向上が必要と考え,実挙動により整合させるための解析手法の改良の追加検討に時間を要した.そのためやや遅れていると判断した.2019年度は,すべりが生じた継手に対して一定以上のすべり耐力が期待される補修法の検討を目的として,(3)部位別の塗膜損傷の補修後のすべり耐力への影響度の調査,(4)すべりにより接合面処理が損傷した高力ボルト継手のすべり耐力の高い補修法の開発を行う.(3)では,平成30年度の検討で塗膜損傷の補修後のすべり耐力への影響が大きいことが示唆されたため,損傷部位とすべり耐力への影響との関係をFEM解析により検討する.平成30年度に行った継手のすべり実験後の試験体の塗膜厚損傷状況を参考に損傷形状をパターン化し,損傷部位別の影響度を明らかにする.(4)ではすべりの発生により無機ジンクリッチペイントの塗膜が損傷した継手部をいったん解体し再接合するときの適切な補修方法を検討する.実構造を想定すると交換用の連結板は再製作により高いすべり耐力が期待される.しかし,母材側は現場での補修となるため,有機ジンクリッチペイントなど施工性も考慮した補修法が必要となる.補修部位のすべり耐力への影響度も考慮して補修法を選択し検討を進める.なお,本検討は平成30年度に使用した試験体も一部再活用して継手のすべり試験を行い補修効果を確認する.すべりが生じた高力ボルト摩擦接合継手の再すべり時のすべり耐力の低下要因の検討で,再すべり時に与える1度目のすべり時の母板降伏の影響,ボルト孔とボルト軸部の接触によるボルト孔近傍の支圧変形およびその除去作業時の過剰な切削の影響が,検討着手前に想定したよりも少ないことが判明した.その結果,1度目のすべり時の塗膜損傷の影響が大きいと推測された.補修後のすべり耐力の評価にあたって,FEM解析のすべり挙動と実挙動が整合している必要性がより高くなった.FEM解析の整合性向上の検討に時間を要したため,実施できた実験が当初計画よりも若干少なく,次年度使用額が生じた.この額をFEM解析の整合性向上を検討した結果の確認のための実験に使用する予定である.
非薬物的認知症予防介入が局所脳血流に及ぼす効果に関する研究

大分県宇佐市安心院町での認知症予防の取り組みは平成20年度で5年目を終了する。1250名の住民の中から64名が健忘症MCIとして抽出され、ランダムに抽出された18名(予防活動群)が予防活動を行った。予防活動は認知リハ、栄養改善、有酸素運動から構成され、週に一回二組に分かれて行われた。現在まで1名の脱落者はあったが初期からの17名は活動を続けている。平成20年度までの評価では1名がアルツハイマー病(AD)に移行し、18名中16名の記憶能力は正常化した。脳血流SPECTでは初回時と1年後の評価に比べ、前頭葉の血流低下を認めたもののADに特徴的な血流低下はみられなかた。SPECTからも長期にわたる予防活動の有用性が示された。大分県宇佐市安心院町での研究は今年度で5年目を迎える。これまで3年目終了時点での検討が終了している。その結果認知症予防活動を行わなかった46名の軽度認知障害住民群から20名が認知症に移行した。18名がアルツハイマー病であった。一方で非薬物的認知症予防活動を行った18名からは1人として認知症への移行例が認められなかった。このような成果が得られた非薬物的認知症予防活動について認知機能はファイブ・コグで評価し,開始1年後ではSPECTによる評価も行われた。活動の中身は認知リハビリテーション,運動,栄養改善などの複合的プログラムであった。住民の自主性と創造性を尊重し,長期に亘って継続可能なものとするために,大学は黒子に徹して,単に評価者としてのみの役割とし,時々の最新の知見の説明なども行った。平成19年度は予防活動の指導や評価に専念したが,平成20年度には脳SPECTを再度実施することとして準備を行っている。また,この間運動効果についての客観的評価のためにFDG-PETを用いた研究を行い,現在解析を行い,投稿準備中である。これは健康住民を対象としたもので,有酸素あるいは無酸素運動などの各種運動の差による効果を検討するものである。その成果は安心院での予防活動にも応用する予定である。さらに平成21年度も続行されているが、長続きする創造的活動と評価されている。福岡大学は評価者であり、黒子であり、陰ながら住民の活動をサポートしている。当初は1250名の住民の中から64名が健忘性MCIとして抽出された。ランダムに18名が選出され、予防活動を行っていただいた。残りの46名はこれまでどおりの生活を遂行し、1年ごとに心理テストと脳血流SPECTによる評価を行った。予防活動は認知リハ、栄養改善、有酸素運動から構成され、午前9時から午後3時まで週に一日のペースで、ファシリテーターと運動指導員に見守られながら、二組に分かれて(火、金で9人ずつ)行われた。現在まで1名の脱落者はあったが、初期からの17名は活動を続けている。3年後(平成19年度)の評価では予防活動を実施しなかった群の中から20名が認知症に移行し、予防活動遂行群には認知症移行例はなく、18名中16名の記憶能力は正常化した。今年度(平成20年度)の研究は4年後の予防活動群での評価であり、心理テストで1名がアルツハイマー病(AD)に移行したことを確認した。他の参加者は3年目の評価とほぼ同様であった。脳血流SPECTでは初回時と1年後の評価に比べ、前頭葉の血流低下を認めた。しかしながらADに特徴的な側頭・頭頂葉や帯状回後部の血流低下は認められなかった。一方MCI状態で予防活動を行っていない10人の対照群では前頭葉の血流低下のほか、頭頂葉や帯状回後部の血流低下を認めた。以上の研究に追加して、高齢者での運動の効果をFDG-PETを用いて検討した。健常高齢者を対象にしたもので、運動には左海馬と右紡錘状回にブドウ糖代謝亢進作用があることがわかった。
表面粒子の回転モード解析によるゲル表面波の研究

ゲル表面には波長によって二種類の波が伝搬すると考えられている。波長の長い波は表面張力波に一致し、波長の短い波はレイリー波(表面弾性波)に一致する。しかし、二つの波は伝搬状態が根本的に異なり、表面張力波は波の進行方向に対し前方円運動をし、レイリー波は後方楕円運動をする。このため、両者の波が競合する波長領域では特殊な波が伝搬することが予想される。これまで中間領域の表面波については実験的にも理論的にも様々な報告があるが、未だ整理されていない。本研究では、表面粒子の挙動を直接観察する装置を開発し、二つの表面波モードによる表面近傍粒子の回転運動を観察した。ハイドロゲルはミクロには液体、マクロには固体という両性的なソフトマターである。この表面には、原理的には液体特有の表面張力波と固体的な弾性表面波の両方が伝搬可能である。ところが両者は分散関係が異なる他、表面の粒子振動変位が反対回りをしており、全く相容れない違いがある。本研究では両者の混在する中間領域において、どのような表面波が伝搬し得るかを実験的に解明し、ゲル表面の分散関係を明らかにすることを目的としている。平成21年度には、ゲル表面波の位相方向を明らかにする装置の作成、およびその性能評価を行った。ゲル表面波は周波数により弾性表面波から表面張力波へと遷移する。2種類の波とそれらの中間領域の波を観察するためには、周波数にして10^210^5Hzという広範囲に渡る周波数の表面波を観察する装置が必要である。ここでは安価かつ高精度で十分な時間分解能を得るために、H.Kutsuna and K.Sakaiによって確立されたμmサイズの液滴の運動を観察する手法を応用した装置を開発した。この手法で観測できる現象は安定した繰り返し現象の観察のみに限られるが、数mm以下の振幅のゲル表面波もまた非常に安定して伝搬をするので、H.Kutsunaらの採用した原理を応用すれば広範囲な周波数の表面波の観察が可能である。本測定装置では、ゲル表面波の濃度依存性や、振動の中心からの距離依存性などの観察ができることを確認した。ところが両者は分散関係が異なる他、表面粒子の振動変位が逆位相となっており、全く相いれない性質をもっている。本研究では、両者の混在する中間領域において、どのような表面波が伝搬し得るかを実験的に解明し、ゲル表面の分散関係を明らかにすることを目的としている。平成22年度には、平成21年度に作成したゲル表面波の位相方向を観察する装置を用いて、表面波の挙動を詳細に調べた。濃度を0.2wt%2.0wt%と広範囲に変えたアガロースゲルの表面においてこれを観察したところ、濃度の低い表面張力波モードにあるアガロースゲル表面では、純粋な液体表面と同様の挙動が観察され、逆に濃度が高く弾性率の大きいアガロースゲルでは、純粋な固体表面と同様の動きをとらえることに成功した。これは、ゲル表面の表面波は、分散関係だけでなく粒子の回転位相までもが純粋な液体、および固体と同様であることを示している。さらに両者の混在する中間領域では、表面波の粒子変位が表面張力波と弾性表面波を足し合わせたような振動変位となることが確認できた。これより、ゲル中間領域では、現在ゲル表面波の分散関係の理論として多用されているHPP理論が成立しないことが分かった。
広島県三原市立図書館旧蔵寄託図書の目録作成及び調査研究

本研究は、第一義的には、広島県三原市立図書館旧蔵寄託図書の整理と目録作成を目的とし、もって近代文化史研究(なかでもカルチュラル・スタディーズ)における資料整備をはかるところにある。そして、これをもとに、明治昭和戦前期の地方図書館所蔵図書の概要、ひいては同期の地方文化、社会教育の実態を明らかにすることで、近代の地域社会那はぐくんだ知の様態をうかがい、加えて、これらの豊富な近代テキストを領域横断的に解読、考察しつつ近代の言説(M・フーコー)のいくつかを洗い出し、各テキストの言述のあり様(=表象行為=物語行為=言語行為過程における諸言説との関係性)を分析することで、研究代表者の当面の課題である言述研究(概要は小著『言述論(discours) for説話集論』[笠間書院、平成15年5月刊」を参照されたい)を近代にまで拡張することをもねらっている。平成17年から同19年にわたる本補助金の交付を得て、図書の整理を終え、各資料について詳細な書誌をとることができた。その成果は、成果報告書に簡易費録の形で、また印記、旧蔵者情報、教科書類に見られる書き込みなどの詳細書誌は添付CDの形で示した。この3年閲に新たな寄託を受けた図書については組み込むことが出来なかったが、引き続き修訂版を作成して公表し、近代地域社会の知の様態をうかがう研究への寄与につとめたい。研究の今ひとつの柱である言述研究は、後掲「研究発表」記載論文のほか、本研究で得た知見を間接的に利用した論文等を通じて、大きな成果を上げることができた(詳細は成果報告書に示した一覧に拠られたい)。目録が完成して輪郭が見えた今、本寄託図書の質の高さもあって、近代目本の言説空間をより具体的に記述することが可能となった。特に、明治期の基督教関連資料、昭和戦前期に政府、外務省、陸軍省等が発行したパンフレットは量的にも恵まれており、それらを使った言説研究、言述研究を次なる課題としたい。本年度は、A:目録作成、B:資料研究を以下の通り実施した。A目録作成(図書整理、目録作成、データ整理)a寄託図書各点書誌データのパソコン入力。(研究担当者+作業補助(院生4名及び学部生3名)b入力データの点検、及び国会図書館・広島大学附属図書館O-PACのデータベースとの照合とその結果の入力。c諸機関との非重複図書への図書分類番号入力。d諸機関(広島大学および他機関)蔵書との重複図書の廃棄、および処理結果入力。e諸機関との非重複図書及び稀覯書に整理番号ラベルを添付の上、専用書架に配架。※データ入力は調査対象図書の三分の一弱を終えた。数多くの戦時下の陸軍パンフレット、朝鮮半島・満州・蒙古等東アジア関連書籍、また明治2132年に出版されたキリスト教布教パンフレット(28冊合綴)を見出だした。B資料研究a寄託図書の端本資料についての調査。(国会図書館・国文学研究資料館。研究担当者:東京3泊4日、補助者3名:東京2泊3日)b寄託図書関連資料の調査。(aと一括調査)*朝鮮総督府図書館館報『文献報国』第1巻2号(昭和10年12月)に所載「鮮内発禁図書目録」の図書について、削除指示箇所の調査を行い、データを収集した。c寄託

図書中の貴重書の翻刻、解説。(同人誌『problematique』に掲載)*山本瀧之助『一日一善』(大正2)、加藤咄堂『一日一訓人生日記』(昭和10)、日本文学報国会『定本国民座右銘』(昭和19)の三種「日次金言集」を紹介し、比較対照表を提示した。来年度も引き続きA、Bの作業、研究を実施するが、特にAの目録作成に目処をつけたい。本年度は、A:目録作成、B:資料研究を以下の通り実施した。A目録作成(図書整理、目録作成、データ整理)a寄託図書各点書誌データのパソコン入力。(研究担当者+作業補助(院生4名)+研究支援員<1名>)b入カデータの点検、及び国会図書館・広島大学附属図書館O-PACのデータベースとの照合とその結果の入力。c諸機関との非重複図書について図書分類番号入力。d諸機関(広島大学および他機関)蔵書との重複図書の廃棄、および処理結果入力。e諸機関との非重複図書及び稀槻書に整理番号ラベルを添付の上、専用書架に配架。※データ入力は調査対象図書の四分の三を終えた。明治・大正・昭和戦前期教科書についての調査の結果、各期、教師と生徒の書入が多数存在することが判明した。各期の授業実態に関する具体的な情報となる。B資料研究a寄託図書の端本資料についての調査。(国会図書館。研究担当者:東京2泊3日、補助者3名:東京2泊3日)b寄託図書関連資料の調査。(aと一括調査)(東書文庫・教科書研究センター)*明治・大正・昭和戦前期・昭和戦後期の国語教科書について、三原市立図書館旧蔵本の欠本分の調査を行い、データを収集した。c寄託図書中の貴重書の翻刻、解説。(同人誌『problematique』に掲載)*明治・大正・昭和戦前期教科書に関する目録作成のため、「近代日本学校教育における学科目名一覧(稿)」を作成し、小学校・中学校・高等女学校・青年学校・実業学校・師範学校・高等師範学校別の一覧表および学科内容にかかわる主要法令一覧表を掲載した。来年度はA、Bの作業、研究を早々に完成させ、目録を作成する。本年度は、A:目録作成、B:資料研究を以下の通り実施するとともに、成果報告書を作成した。A目録作成(図書整理、データ入力、データ整理、目録作成)a寄託図書各点書誌データのパソコン入力。(研究担当者+作業補助(院生10名))b目録作成[入力データの点検/データの集積、整理、統一/領域別目録作成(研究担当者)※本年度、全点のデータ入力を終了し、それらを集積、整理、類別した。その結果、澤井常四郎・花井卓蔵らの寄贈書を柱とする寄託図書には、明治初年から昭和戦前期におよぶ教科書(含む、教授資料、参考書)、法令や法律関連の貴重な書籍を多く含むことが判明した。高楠順次郎旧蔵書には各処から寄贈された書籍が含まれ、高楠の交友関係を窺わせている。また、昭和戦前期の「圖書館優先配給圖書」も大量に含まれ、戦時下の地方図書館の蔵書内容、メディアとしての役割を伝えている。それらの実情に鑑み、目録では単行書について教育関連・法令関連・報告書・伝記・地域資料・写真集・その他の類別を施した。a教科書の端本資料および関連資料調査。(国立教育政策研究所、東書文庫。研究担当者)※本調査を利用した研究の一事例として、明治期教科書に採録された今昔物語集話題を考察した。
密閉二相熱サイフォンの不安定作動とエロージョン破損に関する研究

密閉二相熱サイフォンは、超熱伝導体として知られるヒートパイプの中でも特に高熱負荷に対応できる伝熱素子として、近年、その効果が認識されるようになり、数多くの技術分野で積極的に利用されるようになった。しかるに最近になって、不安定作動による伝熱特性の変動と作動流体の特異な挙動によるコンテナーの内壁に生じるエロージョンによるものと考えられる熱サイフォンの寿命問題が、早急に解決されねばならない課題となってきた。本研究によって、まず熱サイフォン内に生じる諸々の不安定現象の種類と特徴、ならびに、発生条件を数多くの実験によって検索することができた。同時にそれらの発生メカニズムを明らかにしたとともに、それをモデル化した解析によって、蒸発部、凝縮部、蒸気の時間的温度変化と熱伝達率の変動を求めることができた。特に不安定作動の初期に熱伝達率が大きく変化することが明らかになった。また、内部に封入する作動流体の種類の影響に関する実験的検討から、特に水の場合の中規模と大規模の不安定作動が熱サイフォンの寿命と密接に関係することを確認した。すなわち、不安定作動の主因である核沸騰により生じる蒸気泡の急激な膨張が大量の液体を押し上げ、これに続く過程での液体落下が小気泡を崩壊させ、この際生じるマイクロジェットがコンテナー内壁を極所的に強打し、エロージョンの発生を招くことが明らかになった。さらに本研究では、エロージョン破損の防止策として、積極的に作動流体の流動を制御する方法と、消極的ではあるがエロージョンに対処する方法を提案し、それらの長所と短所についても検討を行っている。本研究の後半のエロージョン防止策に関しては、今後なお一層の継続した実践的研究が必要であり、この補追によって熱サイフォンの利用分野がなお一層拡大することから、本研究を今後も継続する予定である。本年度は、本研究の初年度であり、実験計画に基づき下記のように順調に研究が進行した。1.銅製熱サイフォンにおける不安定作動条件の探索:各種寸法の銅-水の直管型熱サイフォンの他にコルゲート管型熱サイフォンも製作し、傾き角,作動液封入量,熱入力を変化させ実験を行い、一般的な熱輸送特性の計測とともに不安定作動に陥る条件の探索を行った、なかでもエロージョンに直接関連する現象として、比較的熱入力の小さい条件下で生じる突沸を主原因とする長周期の不安定作動があげられる。そして、この際発生する圧力変動がサイフォンの壁面近傍で小気泡を崩壊させ、局所的ではあるが、非常に強い衝撃が金属音を伴いながら管壁を打つことが観察されている。この様な現象がおそらくエロージョン破損の1つの原因になることが考えられるので、その詳細については62年度の研究に継続する予定である。2.耐熱ガラス製模擬熱サイフォン試験:上記の銅製直管熱サイフォンと同寸法の耐熱ガラス製の熱サイフォンも製作し、前者と平行して内部の作動液の振舞いの可視化実験を行った。これによって、圧力変動による小気泡の崩壊をつぶさに観察することができ研究の進展に大いに役立っている。本研究で得られた結果の一部として、長周期の不安定現象の発生メカニズムと熱輸送特性に関しては、本年5月にフランス(グルノーブル)で開催される第6回国際ヒートパイプ会議で発表の予定であり、さらにコルゲート管型熱サイフォンに関しては、同じく8月の日本機械学会総会講演会で発表の予定である。本年は本研究の2年目にあたり,計画通り密閉二層熱サイフォン内に生じるエロージョンに直接関係する不安定現象の発生メカニズムの解明と,作動流体の種類によるこれへの影響について,下記のように順調に推移している.(1)不安定現象の発生メカニズムの解明:

作動流体として蒸留水,コンテナ材として銅管あるいはコルゲート銅管を用いた各種寸法の熱サイフォンを製作し,不安定作動におち入る作動液の封入量と熱流束の範囲を明確化するとともに,その不安定現象の発生周期とその時の温度変化も測定した.また,可視化のために耐熱ガラスで製作した熱サイフォンを用いて,内部現象,特に突沸時における沸騰気泡の挙動を高速度撮影した写真を解析することによって,不安定現象発生のメカニズムが明らかになり,さらにコンテナ内壁にエロージョンを発生させる危険性をもっていると考えられる壁面近傍での小気泡群の崩壊する領域が,作動液の封入量と熱流束によってどのように変化するかを明らかにすることができた.また,このような不安定作動発生時における熱輸送特性の変動も整理できた.(2)作動流体の物性による影響調査:作動流体を上記の蒸留水から,中温域で代表的なものきされているフロン類,アルコール類,あるいはダウサム等に代えた場合の物性値,特に粘性,表面張力,飽和蒸気圧,密度,潜熱がエロージョン発生の原因と考えられる気泡の崩壊にどのように関係するかについて,調査研究を行った結果,蒸留水が最もきびしい条件下におかれることが明らかになった.以上の本年度の研究で得られた一部の結果は,来る7月に日本機械学会東海支部講演会において発表の予定である.本年度は、本研究の最終年度であり当初の実施計画に従って下記のように順調に推移した。また、研究成果報告書の作成を行なった。1.サイフォン内のエロージョン進行の解析過去2年間の研究から、直接エロージョン破損に関連する不安定現象として、純水を作動流体とした熱サイフォン内に生じる核沸騰形の中規模と大規模不安定が指摘された。したがって、本年度はこれらに焦点を絞り、銅管熱サイフォンの連続作動試験を行った結果、約1000時間で蒸発部中腹に内部からのエロージョンと考えられる小孔が発生した。そこで、これが上記の不安定現象によるものであるこを確認するため、耐熱ガラス熱サイフォンを試作し、詳細な内部現象の観察の結果、不安定作動中の大気泡の膨脹により押し上げられる大量の液体の落下と大規模不安定時の反射衝撃波によって、後続の小気泡群が崩壊され、その際生じるマイクロジェットが壁面を強打しエロージョンを生じさせるのであることが明らかになった。さらに、高速度写真の解析により、液体落下直前の小気泡群の分布は蒸発部中腹に集中することも知られ、上記の結果の確証にもなった。2.エロージョン防止策の開発エロージョン破損の防止策として、内部流動を制御するための小型ヒータの組込み策と緩衝効果のための小量の不凝縮性ガスの封入策の検討を行なった。前者は大・中両規模の不安定現象によるエロージョンに効果があるが、ヒータの寿命に問題を残し、後者は大規模不安定によるエロージョンにのみ効果的である。なお、防御策として耐エロージョン性の高い材料による内張あるいはコーティングについても検討したが、それらの材料の伝熱学的特性も混えた十分な研究が今後必要である。