hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
先端的材料解析手法を用いた後期更新世期材料利用の実証的把握

人類進化上大部分を占める旧石器時代の石器資料は,人類初源の道具の製作・使用の技術的実相を明らかにする上で欠くことのできない分析対象である.中でも石器に用いられてきた岩石材料は初期人類の対象物に対する認知構造,知識獲得,知識表現,概念形成の発達過程等,心的様態に関する数多くの情報を内包している可能性が高いことから,近年特に認知科学の分野からも注目され議論され始めている.しかし現在までのところ,これら石器石材に関する研究は,材料表面の肉眼観察に基づく岩石学的分類もしくは主観的な記述に基づく論考が主流を占めており,材料の客観的かつ定量的評価方法の必要性が国内外で叫ばれているにもかかわらず,その評価方法はほとんど確立されていないのが現状である.当研究では後期更新世人類が石材を選択する際,対象をどのように認識し,またどのような基準で材料を選択・利用していたのかを解明することを目指し,実際に後期更新世期に用いられた各種の岩石サンプルを対象としてその物理的・機械的特性を定量的に評価することを目的としている.本年度においては,[1]北米大陸北西海岸におけるtrachy-daciteの理化学的分析とその材料利用に関する考古学的解釈,[2]石器使用痕形成における石材特性の影響,[3]石材の熱変化を利用した材料改質技術の可能性について分析を継続して行った.これらの研究は特に算術平均表面粗さ測定(Ra値),3点曲げ強度試験,マイクロビッカース硬度試験,靱性値測定(IF法),磨耗試験機,X線回折分析,エネルギー分散型X線分光分析,走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡,偏光顕微鏡を用いた詳細かつ多角的な材料分析を通して行っており,材料分析における先端的手法を考古資料解釈に導入した点で画期的な試みである.現在,[11]に関しては実際のデータ収集が終了し,計測データの整理,論文執筆の段階にある.また[2]に関しては,材料となる岩石の特性の違いによって,使用痕の生成過程,生成スピード,生成メカニズムが大きく異なることが明らかとなり,これらの成果は既に査読付き国際誌Wearに"Influence of Intrinsic Properties of Prehistoric Stone Tool Materials on Use-Wear Formation."というタイトルで投稿済みである.また[3]に関しては,石器材料の一つである頁岩の機械的特性が被熱によって大きく改変されることが明らかとなっており,この成果は査読付国際誌Asian Perspectivesへ"Experinemtal Study on Heat Alteration of Paleolithic Material-Preliminary Results of Shale form Northeastern Region of Japan"というタイトルで投稿済みである.その他,考古資料に用いられた岩石材料の機械的特性を含めた基礎的データに関しては,平成20年8月にCancunで行われた国際会議において発表を行っている.人類進化上大部分を占める前期・後期旧石器時代の石器資料は,人類初源の実相を明らかにする上で欠くことのできない分析対象である.中でも石器に用いられてきた岩石材料は初期人類の対象物に対する認知構造,知識獲得,知識表現,概念形成の発達過程等,心的様態に関する数多くの情報を内包している可能性が高いことから,近年特に認知科学の分野からも注目され議論され始めている.しかし現在までのところ,これら石器石材に関する研究は,材料表面の肉眼観察に基づく岩石学的分類もしくは主観的な記述に基づく論考が主流を占めており,材料の客観的かつ定量的評価方法の必要性が国内外で叫ばれているにもかかわらず,その評価方法はほとんど確立されていないのが現状である.当研究では後期更新世人類が石材を選択する際,対象をどのように認識し,またどのような基準で選択・利用していたのかを解明することを目的とし,後期更新世期に用いられた各種の岩石サンプルを対象としてその物理的・機械的特性を定量的に評価することを目的としている.本年度においては,[1]黒曜石・安山岩・チャート・フリント等の石器石材の基礎的データの蓄積,[2]北米Northwest Coastにおけるtrachydaciteの理化学的分析とその材料利用に関する考古学的解釈,[3]石器使用痕形成における石材特性の影響について分析を継続して行った.これらの研究は特に算術平均表面粗さ測定(Ra値),3点曲げ強度試験,マイクロビッカース硬度試験,靱性値測定(IF法),磨耗試験機,X線回折分析,エネルギー分散型X線分光分析,走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡を用いた詳細かつ多角的な材料分析を通して行っており,材料分析における先端的手法を考古資料解釈に導入した点で世界的にも例を見ない研究である.現在までのところ,[1]に関してはArchaeology and Natural Science誌にてその成果を発表した.[2]に関しては現在Simon Fraser UniversityのBrian Hayden博士と共同で研究を進めており,平成20年4月にビクトリアで行われる国際会議で発表予定である.また[3]に関しては,Society for American Archaeology 73rd AnnualMeeting(SAA)で既に発表され,また平成20年5月にイタリアで行われる国際会議においても発表が予定されている.さらに短報が査読付国際誌に投稿中である.人類進化上大部分を占める前期・後期旧石器時代の石器資料は,人類初源の実相を明らかにする上で欠くことのできない分析対象である。中でも石器に用いられてきた岩石材料は初期人類の対象物に対する認知構造,知識獲得,知識表現,概念形成の発達過程等,心的様態に関する数多くの情報を内包している可能性が高いことから,近年特に認知科学の分野からも注目され議論され始めている.

しかし現在までのところ,これら石器石材に関する研究は,材料表面の肉眼観察に基づく岩石学的分類もしくは主観的な記述に基づく論考が主流を占めており,材料の客観的かつ定量的評価方法の必要性が国内外で叫ばれているにもかかわらず,その評価方法はほとんど確立されていないのが現状である.当研究では後期更新世人類が石材を選択する際,対象をどのように認識し,またどのような基準で選択・利用していたのかを解明することを目的とし,後期更新世期に用いられた各種の岩石サンプルを対象としてその物理的・機械的特性を定量的に評価することを目的としている.本年度においては,[1]北米Northwest Coastにおけるtrachydaciteの理化学的分析とその材料利用に関する考古学的解釈,[2]石器使用痕形成における石材特性の影響,[3]石材の熱変化を利用した材料改質技術の可能性について分析を継続して行った.これらの研究は特に算術平均表面粗さ測定(Ra値),3点曲げ強度試験,マイクロビッカース硬度試験,靱性値測定(IF法),磨耗試験機,X線回折分析,エネルギー分散型X線分光分析,走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡,偏光顕微鏡を用いた詳細かつ多角的な材料分析を通して行っており,材料分析における先端的手法を考古資料解釈に導入した点で世界的にも例を見ない研究である.現在までのところ,[1]]に関しては平成20年度にSimon Fraser UniversityのBrian Hayden博士と共同で行ってきた研究がほぼ終了し,その成果をまとめる段階に来ている.また[2]に関しては現在,その成果を査読付国際誌へ投稿中である.また[3]に関しては,査読付国際誌Asian Perspectivesへの投稿原稿を準備中である.その他,[2]については平成21年4月にAtlantaで開催されるSociety for American Archaeology 74th Annual Meeting(SAA)で発表予定であり,さらに[3]については平成20年8月にCancunで行われる国際会議において発表が予定されている.人類進化上大部分を占める旧石器時代の石器資料は,人類初源の道具の製作・使用の技術的実相を明らかにする上で欠くことのできない分析対象である.中でも石器に用いられてきた岩石材料は初期人類の対象物に対する認知構造,知識獲得,知識表現,概念形成の発達過程等,心的様態に関する数多くの情報を内包している可能性が高いことから,近年特に認知科学の分野からも注目され議論され始めている.しかし現在までのところ,これら石器石材に関する研究は,材料表面の肉眼観察に基づく岩石学的分類もしくは主観的な記述に基づく論考が主流を占めており,材料の客観的かつ定量的評価方法の必要性が国内外で叫ばれているにもかかわらず,その評価方法はほとんど確立されていないのが現状である.
談話・語用論的処理に基づく文理解メカニズムの実証的・理論的検討

本研究では,言語学・心理学・言語工学の研究者からなる学際的共同研究体制に基づき,意味・談話処理をベースとした漸進的談話表示理論モデル(Incremental-DRT)を新たに提案・実証した。核となる成果は,量化-非量化の理論的対比から,漸進的に意味を構築する文解釈過程を記述したこと,また,文理解における即時処理と遅延処理双方の可能性に言及し得たこと,さらに,このモデルの妥当性を複数のリーディング実験に基づいて実証したことである。平成18年度は,武庫川女子大学文学部心理・社会福祉学科において,9月,12月,3月に計4回の研究会合を開催し,談話・語用論的処理に基づく文理解モデルの形式化,工学的実装およびその心理学的妥当性の検証にかかわる向こう3か年の行動計画を策定した。また本年度の研究として、研究代表者(井上)が準備段階・および本年度前半に実施した複数のパイロット実験の結果に基づき,研究計画の基礎となる理論的・工学的アイディアの具体化を試みた。(1)談話表示理論(DRT)の枠組みに基づく文理解の新たな意味論的形式化を試みた(蔵藤・松井・大谷・宮田(※研究協力者)・井上)。この論議の成果については、次年度の国際学会(Logic and Engineering of Natural Language Semantics 2007)において発表することが採択された。(2)認知的関連性の概念の形式化と情報間の関連性を定量的に計算する手法の開発の研究成果(松井)をふまえ,特に共起確率のような心理量を用いた関連性の計算を行うための工学的実装に着手した(大谷・宮田・松井・井上)。(3)語用論的情報のひとつであるプロソディが文理解に及ばす影響についての実証的・理論的検討を開始した(井上・松井)。19年度は、武庫川女子大学および神戸松蔭女子大学において計4回の研究会合を開催し、18年度研究成果の総括と問題点の論議、およびそれらの公表に関する打ち合わせを行うとともに、意味論・語用論的処理に基づく文理解モデルの構築とその工学的実装について、今後の研究実施計画を検討した。まず、18年度の主要な研究成果(1.全称量化表現を含む文では解釈の曖昧性を有する文でみられるガーデンパス効果が低減することを見いだした心理実験、2.この知見を基礎とした談話表示理論(DRT)の枠組みに基づく文の漸進的意味処理モデルの形式化)について、国際学会(Logic and Engineering of Natural Language Semantics 2007)および国内研究会(電子情報処理学会「思考と言語」研究会)で発表し、さらに、ここまでの成果の論文を提出した(投稿・審査を経て修正稿を作成中)。また、モデルの妥当性を検証する新たな心理実験を実施し、その結果を踏まえて当初モデルの理論的改正点について論議した上、20年度の実験計画を策定した。これと並行して、種々の語用論的情報(プロソディ情報・照応情報・共起情報等)が文理解に及ぼす影響に関する検証実験を引き続き実施するとともに、これらの研究成果を国内学会で発表した(日本心理学会、日本認知科学会、日本認知心理学会)。加えて、以上の情報を認知的関連性の概念に還元し、関連性の計算の観点から文の理解過程を記述するための定量的モデルの開発、およびその工学的実装に着手した。さらに、このモデルを初めに述べた漸進的意味処理モデルの枠組みに融合させるための論議も行なった。平成20年度は、18-19年度までの研究成果(1.全称量化表現を含む文では解釈の曖昧性を有する文でみられるガーデンパス効果が低減することを見いだした心理実験、2.この知見を基礎とした談話表示理論(DRT)の枠組みに基づく文の漸進的意味処理モデル(incremental-DRT)の提案、3.モデルに基づく予測の実験的検証)を踏まえ、特に3.の実験研究を充実させることによって、モデルの妥当性や必要な修正課題などを検討した。その結果、まず当初の予測通り、主語だけではなく目的語を全称量化した場合にもガーデンパス効果が低減するという知見が得られたが、一方、主語・目的語の双方を量化(全称量化および「ほとんどの」のような部分的量化)した場合には、再度ガーデンパス効果が上昇するという結果も見られた、このことから、量化表現の理解には認知的処理負荷に基づくなんらかの制限があることも示唆された。これと並行して、名詞句タイプ、照応といった意味論的・語用論的情報が文理解過程においてどのような役割を果たすかについての実証的研究も行ない、こうした情報の処理と上のモデルとの整合性を検討した。また、以上の研究成果のうち、実験研究結果を研究代表者(井上)が中心となって日本心理学会、日本認知科学会、日本認知心理学会等で公表するとともに、モデルの紹介および今後必要となる研究課題について、研究分担者(蔵藤・松井)を中心に日本心理学会シンポジウムで発表を行なった。

最後に、本年度は神戸松蔭女子大学において研究会合を開催して研究全体の総括を行ない、今後の研究成果発表について検討すると共に、3ヶ年の研究によって新たに示された課題を解決し、モデルの精緻化を図るためには、本研究課題の枠組みよる研究の継続が必要であることもあわせて確認された。
既知連関群とRFLP連関群及び染色体地図の統合に関する研究

1.本研究の目的は既知古典連関地図とRFLP連関地図並びに染色体地図を統合することである。2.カイコ保存系統より新しい油蚕突然変異を見出し、translucent-15(oft)と命名し、遺伝学的分析を行った。oft)は劣性遺伝子により支配され、第15連関群の42.7に座位することが明かとなった。さらに既知発現の遺伝子の連関検索及び座位を調べた結果、roは第1連関群に所属し、その位置はoaの近傍に位置した。gr-rは第2連関群の7.5、Ki-2は第19連関群、L^<Ca>は第4連関群のLの複対立遺伝子であることを明らかにした。3.第128連関群を代表する遺伝子を複数個持ったマルチ標識遺伝子系統から個体別にDNAを抽出し、DNAフィルターを作成、胚子由来のcDNAライブラリーから調製したcDNAプローブを用いてRFLP連関分析を行った。その結果、第1、4、5、7、11、13、14、15、19、20、21、22、24、の連関群に連関するプローブを見いだした。今後更にマルチ標識遺伝子系統とcDNAプローブを用いたRFLP連関分析連関分析を継続し充実を図る。4.連関群の明らかになったプローブを用いたin situ hybridizationを行い染色体の同定を行った。第25連関群に所属するフィブロインH鎖pFb2.9遺伝子をプローブに用いた結果、ある1本の染色体末端部に黄緑色のハイブリダイゼーションシグナルが観察された。フィブロイン遺伝子(Fib-H)は第25連関群に所属するが座位は不明であったが、第25染色体の末端に位置することが明らかとなった。第1連関群の伴性赤蟻遺伝子(sch)をプローブに用いてた結果、ある1本の染色体の1/3の位置にシグナルが観察された。この結果は、伴性赤蟻遺伝子(sch)が第1連関群の21.5に位置づけされている遺伝子分析結果と基本的に一致していた。カイコ保存系統f11の飼育中に油蚕を見出し、遺伝分析を行ったところ劣性の新規自然突然変異であった。そこで第15油(translucent-15)と命名し、遺伝子記号をoftとした。次いで連関分析を行ったところ、第15連関群に所属することが明らかとなった。そこで同連関群に所属するblとSe遺伝子を基準に用いて3点実験を行った。その結果、oft遺伝子は第15連関群の42.7に占座することが判明した。軟体蚕(sol)の遺伝子座は3点実験の結果、第6連関群の-21.0に位置付けされた。そこで第6連関群の基点近くの1.4に存在するNc遺伝子の一部の配列Bmanntpを蛍光標識を行い、これをプローブに用いて、染色体に対するin situハイブリダイゼーションを行った。その結果、第一精母細胞中期の染色体では1本の染色体上の中程に蛍光シグナルを認めた、すなわちNc遺伝子は染色体の中ほどに位置することになる。従って,sol遺伝子は第6染色体の基点となりNc遺伝子は22.5の位置に座位するここになった。中国に生息するエリサンの染色体数を調べたである。

その結果、雌は2n=27、雄は2n=28であることを観察した。染色体数に雌雄に差があること、雌の減数分裂期において単価染色体が見出されたことから、性染色体構成はXO雌型である。この結果は日本産エリサンの場合と一致していた。眼紋赤遺伝子(ro)の遺伝子座位の決定:昨年度までに、眼紋赤突然変異は伴性遺伝する1劣性遺伝子に支配されていることを明らかにした.そこで、第1連関群に座乗する長節遺伝子eとd油蚕遺伝子dとを用いた3点実験を行い、座位を求めた.その結果、e-odの組換価を求めると9.2となり、od-roは4.0,e-roは12.9となった.これまでに明らかにされたe-od間は13.2であるので、これをもとに補正するとroは第1連関群の55.3に座乗することになった。gr-r(劣性灰色卵):自然突然変異体として西南農業大学で灰色卵が見出された.遺伝分析の結果.既知の灰色卵とは異なり,第2連関群上の7.5に古座する一劣性遺伝子に支配されることを明らかにした.現在走査型電子顕微鏡により灰色卵の表面構造を分析しており,既知の優性灰色卵(Gr)との形質発現における特異性を調べている.ki-2(第2腎臓形卵):自然突然変異体として西南農業大学で見出された腎臓形卵と九州大学保存の既知の腎臓形卵との遺伝的異動を追究した.西南農業大学で発見された腎臓形卵は第19連関群に支配される新規な突然変異体であることを確認した.現在,同連関群上の標識遺伝子を用いてその遺伝子座について両大学で独立に分析を行っている.L^<ca>(棘形褐円班):自然突然変異体として西南農業大学で見出された棘形褐円斑は第4連関群の褐円斑遺伝子L,ひしのみ形褐円L^cと複対立関係にある遺伝子により支配されていることを遺伝学に明らかにした.棘形褐円斑L^<ca>遺伝子は褐円斑遺伝子L,ひしのみ形褐円L^cに対して上位であることを明らかにした.1.西南農業大学における家蚕の突然変異系統の特性情報の調査並びに共同研究成果の検討を行った。2.マルチ標識遺伝子系統を用いたRFLP連関分析:第1連関群28連関群を代表する遺伝子を複数個持った系統を育成し、各系統を飼育して標識表現形個体と正常個体を分け、個体別にDNAを抽出し、特定の制限酵素で消化して、DNAフィルターを作成、胚子由来のcDNAライブラリーから調製したcDNAプローブを用いて連関検索を行った結果、第1、第2、第5、第7、第20、第11、第19、第22、第26、第24連関群に連関するプローブを見いだした。今後更にマルチ標識遺伝子系統とcDNAプローブを用いたRFLP連関分析連関分析を継続し充実を図る。一方用いたプローブの塩基配列を決定し、その遺伝子(機能)を同定する。3.細胞遺伝学的染色体の分析とin situ hybridization法による染色体の特定:(1)第25連関群に所属するフィブロインH鎖pFb2.9遺伝子をプローブに用いてFISHを行った結果、有糸分裂後期と減数分裂の対合期(zygotene stage)、太糸期(pachytene stage)、中期I期などにある1本の染色体末端部に決まった黄緑色のハイブリダイゼーションシグナルが観察された。これまでフィブロイン遺伝子(Fib-H)は第25連関群に所属するが座位は不明であったが、第25染色体の末端に位置することが明らかとなった。(2)第1連関群の伴性赤蟻遺伝子(sch)をプローブに用いてFISHを行った結果、ある1本の染色体の中央部約1/3の位置に、シグナルが観察された。この結果は、伴性赤蟻遺伝子(sch)は連関地図上21.5位置づけされているが、遺伝分析結果と基本的に一致している。
半導体2次元電子系における電子相関と磁場効果

Si-MOSFETやSi/SiGeヘテロ構造に作られたシリコン2次元電子系およびGaAs/AlGaAsヘテロ構造に作られたGaAs 2次元正孔系においては、強相関とスピン自由度に起因する興味深い現象が期待される。以下に、本研究で得られた成果を列挙する。1)希釈冷凍機に試料回転機構を組み込み、磁場の角度依存性などのデータを迅速に測定できるシステムを開発した。2)スピンを完全偏極させると、Si-MOSFETにおいては金属相は消失することが知られていたが、電子移動度が非常に高いSi/SiGeヘテロ接合試料においては、高磁場中でも金属相が生き残ることがわかった。系の内部自由度と不規則性をパラメーターとした金属相出現条件に対する相図を提唱した。3)ウィグナー固体が基底状態と期待されるSi-MOSFET絶縁体相において、磁気抵抗効果の詳細な測定を行い、他のグループが主張していた強磁性状態が基底状態ではないことを明らかにした。4)絶縁体相における磁気抵抗効果の測定を相関の弱いGaAs電子系と強相関系であるGaAs正孔系に対して行い、強相関シリコン2次元系で見られた活性化エネルギーの振動が強相関系特有の現象であることを明らかにした。5)GaAs正孔系の絶縁体相において巨大な正の磁気抵抗を観測した。シリコン2次元系では見られないことからスピン・軌道相互作用が重要であると考えられる。6)Si/SiGeヘテロ接合2次元電子系に対して、ミリ波領域のサイクロトロン共鳴と電子スピン共鳴の実験を行った。電子スピン共鳴信号は、電子加熱によるものではなくスピン偏極率の減少によって理解され、電子スピン共鳴が2次元電子系のスピン状態を探るための強力なツールとなることが明らかになった。昨年度の岡本の着任に引き続き、本年度、河野が着任し、大学院新入生とともに試料作製環境、低温測定環境が急速に整えられ、予備的な実験がいくつか行われた.半導体2次元系における強相関状態は低キャリア密度領域で実現される.キャリア密度をゲート電圧によって自由に制御することができる電界効果型トランジスター試料を作製するために、フォトリソグラフイ行程システム、不純物拡散システム、絶縁膜作製行程システムを構築し、GaAs電子系、GaAs正孔系などの電界効果型トランジスター試料を作製することが可能となった.絶縁体領域でのウィグナー固体の磁性、2次元異常金属、などの現象は、1ケルビン以下の低温を必要とする.また、2次元系の磁性に着目する場合には2次元面と磁場との角度に対する依存性を測定する必要がある.このために、ヘリウム3冷凍機およびヘリウム3-ヘリウム4希釈冷凍機、それぞれの中で試料を回転させつつも、温度制御を施した環境の中で、電気伝導等の測定を行うことのできるシステムを構築した.絶縁体領域での活性化エネルギー、また金属領域で議論されているエネルギーギャップなどに対する、直流電気伝導以外のアプローチとして、遠赤外技術を用いた測定を計画している.本年度、ヘリウム3冷凍機に組み込むことのできる、試料可動型遠赤外光検出システムを開発し、その予備実験として、整数量子ホール系における発光分布の測定を行った.また、2次元系のポテンシャル分布測定のために、微少ホール素子を用いた走査型電位プローブ技術を開発した.GaAs正孔系の電界効果型トランジスター試料を作製し、ウィグナー固体が形成されていると期待される絶縁体領域まで正孔濃度を減少させて、温度、磁場、キャリア濃度を制御した環境下での電気伝導測定を行った.この測定には、昨年度構築した回転試料台を設置したヘリウム3-ヘリウム4希釈冷凍機を用いた.これまでの測定から、(1)絶縁相での電気抵抗の温度特性は、シリコン2次元電子系の場合と同様な活性化型であること、(2)2次元面に垂直な磁場に対して、抵抗が増減するが、磁気抵抗の具体的な形状はシリコン2次元電子系の場合と異なること、などが明らかになった.

(2)の原因の一つとして、GaAs正孔系では谷の内部自由度がないことが考えられる.また、磁気抵抗に小さな不連続変化が観測されたが、この変化が1次の磁気相転移に対応するものか否かを現在検討中である.Si/SiGeヘテロ構造井戸型ポテンシャルに閉じこめられた、シリコン2次元電子系の金属相に対して、2次元面に平行な磁場を印可してスピン偏極率を制御した環境下での伝導測定を行った.これまでの測定から、(1)スピン偏極により金属相が消失したSi-MOFET試料中シリコン2次元電子系の場合と異なり、スピン偏極状態でも金属的温度依存性が見られること、(2)温度低下に伴う抵抗の減少が急激になるのが、フェルミ温度よりも低い温度領域であること、などが明らかになった.(2)の結果は、最近有力視されているスクリーニングモデルなどでは簡単に説明することはできない.今後、理論面での大きな発展も望まれる.Si/SiGe量子井戸中に形成された非常に小さい電気抵抗を持つシリコン2次元電子系に対して、低温下における磁気特性および輸送特性を調べた。シュブニコフ・ドハース振動の解析より得られたスピン偏極率は、磁場の絶対値(ゼーマン分離エネルギーに比例)に対して完全偏極にいたるまで直線的に増加した。この結果は、他のグループによりGaAsの電子系で観測されていた平行磁場に対するスピン偏極率の非線形な増加が、2次元系の普遍的な物理から来るものではなく、GaAsのバンド構造に起因する効果であることを示唆する。また、今回のヘテロ接合試料で得られたスピン帯磁率は、以前、岡本らがSi-MOSに対して測定した結果とコンシステントであった。移動度または抵抗値がスピン帯磁率に大きく影響しないことが示唆される。一方、抵抗の温度特性に関しては、Si-MOSと異なり、スピン偏極状態においても金属的振る舞いが観測されるが、これに関して内部自由度と不規則性に関する相図を提唱した。また、画内磁場と電流方向に対する大きな異方性も観測した。不純物効果によって安定化されたウィグナー固体が実現されていると考えている絶縁体相に関しては、Si-MOS試料とGaAs正孔系試料を用いた測定を行っている。本年度は、希釈冷凍機中の試料回転機構に対して大きな改良を行い、数ケルピンの高温領域と100ミリケルピン以下の極低温領域との間を10分程度の時間で往復できるようにした。これにより活性化エネルギーの測定を迅速にできるようになった。また、試料の回転に伴う発熱も大きく軽減された。不純物効果によって安定化されたウィグナー固体が実現されていると考えている強相関系の絶縁体相に対して、Si-MOS電子系とGaAs正孔系試料を用いた測定を行い、さらに電子相関の弱いGaAs電子系試料を用いて比較研究を行った。GaAs電子系では磁気抵抗は単調な振る舞いを示しAnderson局在的な電子状態を示唆するのに対し、相関の強いSi-MOS電子系とGaAs正孔系試料では大きな振動が現れた。振動のメカニズムは依然として明らかではないが、相関が強い場合にのみ観測されることから、ウィグナー固体中の電子(正孔)の運動が関与していることが期待される。
コンプトン散乱による溶融シリコンの電子運動量密度分布の決定-共有結合性の検証-

ダイヤモンド構造を持つ典型的半導体であるシリコンは、融解すると一転して単純金属になると長い間考えられてきた。ところが、近年行われた計算機シミュレーションの結果によれば、これまでの自由電子的描像に反して、溶融シリコン中にはフェムト秒で生成消滅を繰り返す共有結合が存在し、しかもそれが非常に多くの割合で存在するとされている。本研究は、溶融シリコンの電子構造の詳細を解明することを目的として、溶融シリコン(1787K)のコンプトン散乱測定を行い、価電子の運動量密度分布を求めた。第一原理計算を用いた解析の結果、溶融シリコンの4個の価電子の約30%が共有結合に寄与することが判明した。シリコンは融解すると金属になる。このとき電気伝導度は何桁も増大し、アルミニウムなどの自由電子近似が成り立つ通常の溶融金属のものとほとんど変わらない。さらにホール係数や熱起電力も自由電子的値を示す。このように、共有結合を持ち典型的な半導体である結晶シリコンは、融解すると一転して単純な金属(等方的構造をもちかつ電子が自由電子として振舞う)になる、そのように長い間考えられてきた。近年、溶融シリコンについて第一原理動力学シミュレーションが行なわれ、価電子上体についての情報が得られた。それによると、これまでの自由電子的描像に反して、溶融シリコン中にはフェムト秒で隼成消滅を繰り返す共有結合が存在し、しかもそれらが非常に多くの割合で存在する。しかし、これまでの多くの試みにもかかわらず、共有結合の存在を直接観測することに成功した例はない。シリコンの融点は非常に高く(1412度)、化学反応性が強い溶融シリコンをいかに安定に保持するか、また、高温試料の電子状態を直接観測するにはどのような測定法を用いるのが適切か、といった克服すべき多くの課題があり、これらのことが実験的研究の障害になっていた。本研究は、溶融シリコン中に共有結合が存在するかどうかを実験的に明らかにすることを目的とする。そのために、静電浮遊法を用いて真空中に浮かせたクリーンな溶融シリコンに対して、Spring-8の放射光X線を用いたコンプトン散乱測定を行い、電子運動量密度分布を決定する。電子運動量密度分布を詳しく解析することによって、シリコンの4個の価電子が自由電子的か共有結合的かを判定する。このとき電気伝導度は何桁も増大し、およそ1.4×10^4Ω^<-1>cm^<-1>まで上昇する。この値は、アルミニウムなどの自由電子近似が成り立つ通常の溶融金属のものとほとんど変わらない。さらに、溶融シリコンの光電子分光スペクトルは、4個の価電子すべてが自由電子的であるとして説明できるとされている。このように、共有結合をもち典型的な半導体である結晶シリコンは、融解すると一転して単純な金属になると長い間考えられてきた。しかし、液体シリコンの原子構造は通常の液体金属と大きく異なる。液体金属の原子構造は、通常、配位数が約11と密な構造を持つが、液体シリコンの配位数は5.56と通常の液体金属の半分に過ぎず、むしろ、この値は固体シリコンの値に近い。しかし、自由電子的な電子物性と共有結合的な原子構造がどのようなメカニズムによって共存するのか実験的に解明されていなかった。本研究課題では、シリコンの電子構造を調べるために、静電浮遊法を用いて安定に浮遊溶融させた液体シリコンについて、SPring-8の硬X線を用い、X線コンプトン散乱測定とX線ラマン散乱測定を行った。X線コンプトン散乱測定から、液体シリコンの電子運動量密度分布は自由電子的な分布を示す放物線状とは全く異なり、固体シリコンと非常に良く似ていることが判明した。これは、価電子の大半が固体と同様の共有結合的な状態にあることを示す。一方、X線ラマン散乱測定により、フェルミ準位近傍の非占有状態密度の変化を調べたところ、固体シリコンのフェルミ準位付近のギャップの消滅を直接反映するラマンスペクトルの明瞭な変化を観測することができた。液体シリコンの価電子の大部分は固体と同様の共有結合的な状態にあるが、フェルミ準位近傍の価電子は、振る舞いを大きく変化させ、液体シリコンの金属化に寄与していると考えられる。
徳山毛利家棲息堂所蔵漢籍の書誌学的研究と分類目録の作成

2018年度も,引き続き徳山藩毛利家旧蔵漢籍の書誌調査及びこれに関連する調査をおこなった。宮内庁書陵部においては,徳山藩毛利家旧蔵漢籍のうち204部1479冊を11回,のべ32日にわたって閲覧し,詳細な書誌調査を実施した。この調査により,既に公刊されている宮内庁書陵部編『和漢図書分類目録』(1951)及び「書陵部所蔵資料目録・画像公開システム」に見られる疑問点を明らかにし,遺漏等を補うことができた。加えて,宮内庁書陵部編『図書寮漢籍解題ー漢籍篇』(1960)等に基づき,関連する諸事項についても補足調査をおこなった。また,国立公文書館内閣文庫においては,書誌採録を厳密なものとするため,書陵部に架蔵される徳山藩毛利家旧蔵漢籍と同一版と思われる刊本を閲覧し,書陵部蔵本が完本か否か等の確認をおこなった。以上の調査については,本研究において定めたところの採録すべき書誌項目,すなわち四部分類・書名・巻数・撰者・鈔刻・分類番号・印記・備考に分かち,すべてをデータとして記録した。その結果,宮内庁書陵部蔵德山毛利家旧蔵漢籍分類目録」の礎稿を完成させることができた。これは2019年度中に公刊する予定である。平成27年度に行った作業は、以下のとおりである。1.先ずは徳山毛利家棲息堂旧蔵漢籍につき、採録すべき書誌項目を策定し、その結果を反映したエクセルファイルを作成した。採録すべき書誌項目とは、四部分類・書名・巻数・撰者・鈔刻・分類番号・旧蔵者(印記等)・備考・データ採録者の9項目である。各項目については、状況に応じて適宜補正を行うこととした。2.1.に並行して徳山毛利家棲息堂旧蔵漢籍の書誌調査を行った。宮内庁書陵部、本学総合図書館に架蔵される徳山毛利家棲息堂文庫に含まれる漢籍の詳細については、十分な調査がなされているとは言い難い。そこで、1.で策定された9項目を中心に、特に宮内庁書陵部蔵本について順次書誌調査を行った。書陵部蔵本の調査については様々な要因により非常な時間を要するため、緒に就いたばかりである。3.1.2.とは別途、メタデータの入力作業を行った。既存の目録である『和漢図書分類目録』(宮内庁書陵部、1951)から徳山毛利家寄贈の漢籍を抽出し、また『山口大学附属図書館所蔵棲息堂文庫目録』(山口大学附属図書館、1986)から漢籍を抽出し、1.で策定された書誌項目にあてはめつつ、エクセルファイルに入力した。2.で新たに採録された書誌データについても、既存の目録の内容に加筆訂正を加えながら、順次エクセルファイルに入力した。なお、目録の備わっていない周南市立中央図書館・周南市美術博物館所蔵の漢籍については未調査である。蔵書量が極めて厖大であること、更に研究協力者の確保が困難であったことから、『和漢図書分類目録』(宮内庁書陵部、1951)からのメタデータ入力作業は着手したばかりである。次年度以降、順次調査を行い、データの作成に着手したい。平成28年度は,徳山毛利家旧蔵漢籍の書誌調査及びこれに関連する調査をおこなった。宮内庁書陵部においては,徳山毛利家旧蔵漢籍のうち72部831冊を,7回,のべ21日にわたって閲覧し,詳細な書誌調査を実施した。この調査によって,既に公刊されている宮内庁書陵部編『和漢図書分類目録』(1951)及び「書陵部所蔵資料目録・画像公開システム」に見られる疑問点を明らかにし,遺漏などを補うことができた。また,国立公文書館内閣文庫,国立国会図書館,前田育徳会尊経閣文庫においては,書陵部が架蔵する徳山毛利家旧蔵漢籍と同一と思われる刊本を閲覧し,書陵部蔵書が完本か否かなどの確認をおこない,書誌採録をより厳密なものにする作業に従事した。加えて,宮内庁書陵部編『図書寮典籍解題ー漢籍篇』(1960)などに基づき,関連する諸事項にかんする補足調査もおこなった。なお,以上の書誌調査の結果については,昨年度策定した採録すべき書誌項目,すなわち四部分類・書名・巻数・撰者・鈔刻・分類番号・印記・備考などの項目を中心に,エクセルファイルに入力した。これとは別に,周南市立中央図書館において,徳山毛利家における蔵書の変遷を把握するため,宝永2年(1705)長沼玄珍編『書目録』,享保8年(1723)抄写『御書物目録』,寛政9年(1797)抄写『公府書籍一覧大概』,『朱点書抜書籍目録』甲乙二種,明治17年(1884)抄写『御所蔵書目録』及び明治29年(1896)抄写『書籍目録』二種といった目録類の写真撮影を行った。今後,変遷を一覧できる形にして公刊する予定にしている。宮内庁書陵部に収蔵される蔵書量が極めて厖大であること,一回の閲覧数に制限があること,また平成28年度は周南市美術博物館に寄託されていた徳山毛利家の漢籍類が毛利家に戻されており,まったく閲覧できなかったことが要因である。

平成29年度は,徳山毛利家旧蔵漢籍の書誌調査及びこれに関連する調査をおこなった。宮内庁書陵部においては,徳山毛利家旧蔵漢籍のうち96部1,020冊を,9回,のべ17日にわたって閲覧し,詳細な書誌調査を実施した。この調査によって,既に公刊されている宮内庁書陵部編『和漢図書分類目録』(1951年)及び「書陵部所蔵資料目録・画像公開システム」に見られる不明点を明らかにし,遺漏等を補うことができた。また,国立公文書館内閣文庫,国立国会図書館においては,宮内庁書陵部架蔵の徳山毛利家旧蔵漢籍と同一版と思われる刊本を閲覧し,書陵部における調査を補完し,書誌採録をより厳密なものとする作業に従事した。加えて,宮内庁書陵部編『図書寮典籍解題ー漢籍篇』(1960年)等に基づき,関連する諸事項に関する補足調査もおこなった。なお,以上の書誌調査の結果については,一昨年度策定した採録すべき書誌項目,すなわち四部分類・書名・巻数・撰者・鈔刻・分類番号・印記・備考等の項目を中心に,エクセルファイルに入力した。これとは別に,徳山毛利家における蔵書の変遷を把握するため,周南市立中央図書館において,毛利広鎮『蔵書簿上』(M02 M),『徳山蔵書目録伊呂波分』(M02 T),『徳山御蔵書目録伊呂波分全』(M02 T),『御居間御書物目録上下』(M02O),『蔵書目録』(M02 Z)二種,『献納部数番号書籍目録』(M02 K)二種,『書籍目録』(M02 Y),『献納書籍目録控第1号・第2号』(M02 Y),『徳山毛利棲息堂蔵書目録全』(M02Y)及び『凾部数番号書籍目録』(M02 K)の調査ならびに写真撮影をおこなった。今後,変遷を一覧できる形にして整理していきたい。宮内庁書陵部収蔵の徳山毛利家旧蔵漢籍は厖大な量であること,かつ一日の閲覧数は12部60点に制限されていること,また周南市立美術博物館に寄託されていた徳山毛利家の漢籍類が毛利家に戻されており,閲覧できなかったことが遅延の要因である。2018年度も,引き続き徳山藩毛利家旧蔵漢籍の書誌調査及びこれに関連する調査をおこなった。宮内庁書陵部においては,徳山藩毛利家旧蔵漢籍のうち204部1479冊を11回,のべ32日にわたって閲覧し,詳細な書誌調査を実施した。この調査により,既に公刊されている宮内庁書陵部編『和漢図書分類目録』(1951)及び「書陵部所蔵資料目録・画像公開システム」に見られる疑問点を明らかにし,遺漏等を補うことができた。加えて,宮内庁書陵部編『図書寮漢籍解題ー漢籍篇』(1960)等に基づき,関連する諸事項についても補足調査をおこなった。また,国立公文書館内閣文庫においては,書誌採録を厳密なものとするため,書陵部に架蔵される徳山藩毛利家旧蔵漢籍と同一版と思われる刊本を閲覧し,書陵部蔵本が完本か否か等の確認をおこなった。以上の調査については,本研究において定めたところの採録すべき書誌項目,すなわち四部分類・書名・巻数・撰者・鈔刻・分類番号・印記・備考に分かち,すべてをデータとして記録した。その結果,宮内庁書陵部蔵德山毛利家旧蔵漢籍分類目録」の礎稿を完成させることができた。これは2019年度中に公刊する予定である。平成29年度までにメタデータの入力作業を完了させ、エクセルファイル上で四部分類に従って配列し、『徳山毛利家棲息堂旧藏漢籍分類目録』(仮称)の礎稿を作成する。更に、作成した礎稿を入稿し、校正刷りの状態で、原典との再照合を数度にわたって行い、『徳山毛利家棲息堂旧藏漢籍分類目録』(仮称)を完成させる。引き続きメタデータの入力,現物に基づく書誌調査を継続し,『徳山毛利家棲息堂旧蔵漢籍分類目録』(仮称)の礎稿を作成する。引き続き現資料に基づく書誌調査を継続し,『徳山毛利家棲息堂旧蔵漢籍分類目録』(仮称)の礎稿を作成する。
同位元素電子顕微鏡イメージングによる超微粉炭の吸着機構の解明

ジェオスミンと2-メチルイソボルネオールの活性炭吸着容量の活性炭粒径依存性を2種類の活性炭を用いて検討した.重水素で標識したジェオスミンと2-メチルイソボルネオールを吸着した活性炭粒子を同位体顕微鏡で観察し,重水素/水素比を指標にしてジェオスミンと2-メチルイソボルネオールの吸着分布を求めた.その結果,活性炭粒径が小さくなると吸着容量が増加する活性炭では,ジェオスミンと2-メチルイソボルネオールが主に活性炭粒子の外表面付近に吸着していることを明らかにした.この結果は,超微粉炭の高い吸着容量は,ShellAdsorptionMechanism,すなわち,吸着質が活性炭粒子内部へ拡散せず外表面付近に吸着する機序によることを示している.さらに,ジェオスミンと2-メチルイソボルネオールが活性炭粒子内部に吸着する場合は,通常の粉末活性炭に比べて超微粉炭が競合吸着物質である自然由来有機物質を多く吸着しても,ジェオスミンと2-メチルイソボルネオールの吸着性が低下しないことを明らかにした.本研究の目的は,吸着剤をコロイド領域(粒径1 μm以下)に超微粒度化することによって発現する吸着容量の増加のメカニズムを,安定同位元素電子顕微鏡イメージング技術を用いて解明することである.本研究では,水素元素(H)の代わりに同位体元素である重水素元素(d)を含んで合成されたジェオスミンと2-メチルイソボルネオールを調整し,これらを純水中で活性炭に吸着させ,活性炭粒子内部における吸着量分布を,同位体顕微鏡システムを用いてd / H同位体比の3次元分布イメージングとして「ありのまま」に可視化し,定量した.その結果,椰子殻炭ではd / H同位体比の値が活性炭の内部に比べて外表面の方が高いことが示され,ジェオスミンと2-メチルイソボルネオールは活性炭粒子の外表面付近に主に吸着していることが世界で初めて示された.このため,活性炭粒子を微粒度化するとジェオスミンと2-メチルイソボルネオールなど一部の物質については吸着量が増加することが分かった.微粒度化しても2-メチルイソボルネオール吸着量が増加しない活性炭(木質系活性炭)は,2-メチルイソボルネオールが活性炭粒子の内部まで吸着していることを示すデータも取得できた.ただし,木質系活性炭については,計測されたd / H同位体比と2-メチルイソボルネオール吸着量から予測されるd / H同位体比は定量的に一致したが,椰子殻炭では一致しなかったことから,この部分についてはさらなる検討が必要と思われた.活性炭粒子の外表面付近吸着を定量モデルとして,吸着領域の厚さδを導入したShell adsorption model:SAM)を用い,吸着領域の厚さの定量解析を行った.測定は2種類の活性炭で行ったが,今後は計測回数と種類を増やし,結果の信頼性をより高めることも重要と思われた.ジェオスミンと2-メチルイソボルネオールの活性炭吸着容量の活性炭粒径依存性を2種類の活性炭を用いて検討した.重水素で標識したジェオスミンと2-メチルイソボルネオールを吸着した活性炭粒子を同位体顕微鏡で観察し,重水素/水素比を指標にしてジェオスミンと2-メチルイソボルネオールの吸着分布を求めた.その結果,活性炭粒径が小さくなると吸着容量が増加する活性炭では,ジェオスミンと2-メチルイソボルネオールが主に活性炭粒子の外表面付近に吸着していることを明らかにした.この結果は,超微粉炭の高い吸着容量は,ShellAdsorptionMechanism,すなわち,吸着質が活性炭粒子内部へ拡散せず外表面付近に吸着する機序によることを示している.さらに,ジェオスミンと2-メチルイソボルネオールが活性炭粒子内部に吸着する場合は,通常の粉末活性炭に比べて超微粉炭が競合吸着物質である自然由来有機物質を多く吸着しても,ジェオスミンと2-メチルイソボルネオールの吸着性が低下しないことを明らかにした.本研究では,吸着剤をコロイド領域(粒径1 &#61549;m以下)に超微粒度化することによって発現する吸着容量の増加のメカニズムを,安定同位元素電子顕微鏡イメージング技術を用いて,解明する.本年度は,水素元素(H)の代わりに同位体元素である重水素元素(d)を含んで合成されたジェオスミンと2-メチルイソボルネオールを調整し,これらを純水中でヤシ殻活性炭に吸着させ,活性炭粒子内部における吸着量分布を,同位体顕微鏡システムを用いてd / H同位体比の3次元分布イメージングとして「ありのまま」に可視化し,定量した.その結果,d / H同位体比の値が活性炭の内部に比べて外表面の方が高いことが示され,ジェオスミンと2-メチルイソボルネオールは活性炭粒子の外表面付近に主に吸着していることが世界で初めて示された.活性炭粒子を微粒度化するとジェオスミンと2-メチルイソボルネオールなど一部の物質については吸着量が増加することが分かってきたが,この理由として活性炭粒子外表面へ吸着量の偏在が明らかになってきた.これらの成果は平成23年度末までに得られたことから,学会等へは未発表である.平成24年度の学会で発表し,論文も執筆予定である.

微粒度(約10ミクロン)の活性炭粒子の内部のどこに,ジェオスミンと2-メチルイソボルネオールが吸着しているかを,同位体顕微鏡を用いて,安定同位体比として明らかにすることができた.低分子のジェオスミンと2-メチルイソボルネオールであっても活性炭粒子の外表面付近に吸着していることが分かってきた.このように計画通りに研究が進に,新規な知見も得られつつある.測定を行えた活性炭は1種類のみであったことから,まずは計測回数と種類を増やし,結果の信頼性を高める.さらに,活性炭粒子の外表面付近の吸着を定量モデルとして,吸着領域の厚さδを導入した,Shell adsorption model:SAM)を用いて,吸着領域の厚さの定量解析を行う.ジェオスミンと2-メチルイソボルネオール以外に,疎水性の異なる化学物質を用いて実験を行い,活性炭外表面付近で吸着が生じている物質のメカニズムを議論する.23年度未使用額の発生理由:ガラス器具購入を節約したため上記未使用額の24年度での使用予定:同位体顕微鏡使用料
アポリポ蛋白質A-Iの立体構造と脂質膜結合機構の解明

高密度リポ蛋白質の主要構成蛋白質であるアポリポ蛋白質(アポ)A-Iは、末梢細胞からコレステロールを引き抜き、肝臓へと運搬する、いわゆるコレステロール逆転送系を担うことで抗動脈硬化作用を発揮する。これまでの研究から、アポA-IのN末端とC末端はそれぞれ独立したドメイン構造を形成しており、N末端側はαヘリックスに富むバンドル構造を、C末端側は比較的ランダムな構造をとっていることが推定されている。本研究では、アポA-Iの脂質膜結合における各ドメインの役割について、物理化学的測定手法により分子論的に研究し、その生理機能との関連を明らかにすることを目的とした。まず、アポA-IのN末端(1-43)及びC末端(220-241)フラグメントペプチドの合成を行った。また、これまでの研究からHDL形成に重要な部位であることが示唆されているC末端ヘリックス領域の変異体ペプチド(220-241/E235→0,Nichinan)や、ヒトとはサイズの異なるHDLを形成するマウスアポA-IのC末端フラグメントペプチドも合成した。これらのペプチドの脂質膜結合性や高次構造の評価を行い、N末端に存在する疎水性の高い領域(1-43)も脂質への結合に関与すること、C末端領域での変異がその溶液構造に影響を及ぼすこと、マウスアポA-IではC末端が脂質への結合にほとんど寄与しないこと等を明らかにした。今後も、アポA-Iの各種変異体やフラグメントペプチドを用いてHDL形成の分子メカニズムを解明していく予定である。断片化したペプチドや欠損変異体を用いた研究から、アポA-IのC末端側は脂質結合性の高い領域であることが知られている。一方、N末端側は種差間でアミノ酸配列が非常によく保存されていることから何らかの重要性を持つ領域だと考えられているが、その役割についてはあまり解明されていなかった。アポA-Iのプロリン置換変異体を大腸菌によって発現、精製した。円二色性(CD)や蛍光の測定により、塩酸グアニジンや熱に対する蛋白質の安定性を評価した。さらには、環境応答性色素ANSの結合実験により、変異の導入によって水中に露出した疎水性領域の定量的評価を行った。その結果、N末端で最も疎水性の高い18番目のチロシン残基を含む領域がαヘリックスを形成し、バンドル構造の安定性維持に寄与していることが明らかとなった。次に、脂質粒子への結合性を^<14>Cで標識したアポA-Iの各種変異体を用いて、ゲルろ過法により評価した。その結果、C末端の欠損変異体は著しい結合性の低下を示し、C末端側が脂質膜への結合に必須であることが確認された。しかしながら、C末端の欠損にもかかわらず、N末端にプロリンを導入しバンドル構造が不安定化した蛋白質では、脂質膜結合性が回復した。すなわち、アポA-IのN末端領域は、ヘリックスバンドル構造の安定性を制御することで脂質膜への結合性を制御していることが明らかとなった。
都市気候モデルに適用する建築物が大気に与える空気力学フォーシング効果のモデル化

建物群に作用する横力(drag force)を直接高精度で計測する装置を開発,これを適用した大規模かつ系統的な風洞模型実験に基づき,複雑な都市幾何形状に対するバルク運動量輸送係数を同定した.また,バルク運動量輸送係数同定実験と同スケールで,塩分濃度法に基づき街路面からのスカラー輸送量を高精度に計量する風洞実験システムを開発,これを適用した大規模かつ系統的な風洞実験に基づき,複雑な都市幾何形状に対するバルクスカラー輸送係数を同定した.これらの詳細かつ膨大な実験データに基づき,両バルク輸送係数が如何なる幾何パラメータで支配されるのか,またそのスケーリング特性について検討を加えたところ,高さ分布や平面配置のランダム性が活発な乱流輸送を招来,両輸送係数に大きな影響を付与することを定量的に明らかにした.建物群に作用する横力(drag force)を直接高精度で計測する装置を開発,これを適用した大規模かつ系統的な風洞模型実験に基づき,複雑な都市幾何形状に対するバルク運動量輸送係数を同定した.また,バルク運動量輸送係数同定実験と同スケールで,塩分濃度法に基づき街路面からのスカラー輸送量を高精度に計量する風洞実験システムを開発,これを適用した大規模かつ系統的な風洞実験に基づき,複雑な都市幾何形状に対するバルクスカラー輸送係数を同定した.これらの詳細かつ膨大な実験データに基づき,両バルク輸送係数が如何なる幾何パラメータで支配されるのか,またそのスケーリング特性について検討を加えたところ,高さ分布や平面配置のランダム性が活発な乱流輸送を招来,両輸送係数に大きな影響を付与することを定量的に明らかにした.1.風洞模型実験に基づくバルク運動量輸送係数の高精度同定九州大学の回流式境界層風洞内(現有設備)に,水槽に浮いた基盤(フロート)に懸かる横力が直接測定出来るバルク抗力測定装置(現有設備)をセットした.この装置により,歪みセンサーの出力を通じて数街区(バルク)の街路面および建物群に作用するdragが高精度に計測可能となる.計測されるバルクのdrag forceと参照高度における風速とからバルク運動量輸送係数C_dが実験的に同定される.高さ分布のあり,なしの模型群を対象に,様々な建坪率,粗度立面積密度条件下でバルクバルク運動量輸送係数C_dと風速及び乱流統計量に関するプロフィル計測を行い,基礎データの蓄積を行った.その結果,フローレイジームの相変化に伴いバルク運動量輸送係数は,疎な配置から密になるに従い増加し,ある建坪率(粗度立面積密度でも同様)でピークを持ち,さらに密になると提言する傾向を示した.また,同じ建物平均高さでも高さに分布があるほど,乱流拡散の促進により,バルク運動量輸送係数は大きくなることが分かった.2.風洞模型実験に基づくバルクスカラー輸送係数の高精度同定開放型風洞を自作し,塩分濃度法に基づく街路面からのバルクスカラー輸送係数の高精度同定手法を確立した.本年度はバルク運動量輸送係数と実験条件を合わせ,高さ分布のあり,なしの模型群を対象に,様々な建坪率,粗度立面積密度条件下でバルクバルクスカラー輸送係数を実験的に特定し,基礎データの蓄積を行った.その結果,輸送係数と建坪率(もしくは粗度面積密度)との関係は,バルク運動量輸送係数におけるそれとは特性が異なることが見出された.1.風洞模型実験に基づくバルク運動量輸送係数の高精度同定前年度に引き続いて,九州大学の回流式境界層風洞内に,水槽に浮いた基盤(フロート)に懸かる横力が直接測定出来るバルク抗力測定装置(現有設備)を用いて,バルク運動量輸送係数C_dを実験的に求めた.本年度は,模型形状のアスペクト比がバルク輸送係数に及ぼす影響に関する系統的実験を行い,データの蓄積をはかった.また,これまで使用してきた立方体や直方体に代わって車両模型や人体模型など2次的凹凸のある,かつ実在都市キャノピー内に多く存在する粗度要素を粗度要素とする実験を行った.併せて, PIVによるキャノピー内外の流れ場の可視化のモックアップを行い,キャノピー内の2次元的乱流統計解析の足掛かりを得た.2.風潮模型実験に基づくバルクスカラー輸送係数の高精度同定前年度に引き続き,自作した開放型風洞を用いて,塩分濃度法に基づき,街路面からのバルクスカラー輸送係数の系統的模型実験を行った.本年度は,高さ分布の影響,参照風速の影響に着目し,前項のバルク運動量扶桑係数同定実験との対象比較に留意した実験データを蓄積した.1.風洞模型実験に基づくバルク運動量輸送係数の高精度同定前年度に引き続いて,九州大学の回流式境界層風洞内に,水槽に浮いた基盤(フロート)に懸かる横力が直接測定出来るバルク抗力測定装置(現有設備)を用いて,バルク運動量輸送係数C_dを実験的に求めた.本年度は,模型形状のアスペクト比がバルク輸送係数に及ぼす影響に関する系統的実験,平面配置のランダムネストしてここの模型の風向に対する角度をランダムに変えた模型配列による系統的実験を行い,データの蓄積をはかった.2.風洞模型実験に基づくバルクスカラー輸送係数の高精度同定前年度に引き続き,自作した開放型風洞を用いて,塩分濃度法に基づき,街路面からのバルクスカラー輸送係数の系統的模型実験を行った.

本年度は,高さ分布の影響,参照風速の影響に着目し,前項の平面配置のランダムネスがバルクスカラー輸送係数に及ぼす影響に関する実験データを蓄積した.3. LESによる複雑都市形状に対する流れ場解析バルクの運動量,スカラー輸送に影響する複雑都市キャノピー内外の流れ場解析をLESにより解析し,これまで蓄積してきたバルク輸送係数実験データを補間するとともに,その特性を定性的に説明することが出来た.4.バルク運動量輸送係数,バルクスカラー輸送係数の普遍的モデル化に関する基礎検討最終年度のまとめとして,蓄積した実験データに基づき,複雑な都市幾何パラメータのうち何が有意にバルク輸送を支配するのかを検討.その結果,従来適用されてきた建坪率や粗度立面積密度に代わる新たなスケーリングパラメータを提示した.