hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
進行性腎疾患の発症・進展機序に対する分子遺伝学的解析

IgA腎症におけるIgA分子の異常に関する研究は既に多くの報告がなされているが、いまだ結論は得られていない。また、IgA分子の受容体であるFcαRやasialoglycoprotein receptor(AGPR)に関する基礎的研究は行われたが、ヒトIgA腎症でこれらの分子が病的意義を持つかどうかは不明である。本研究では多数例の腎生検組織像が明らかな症例からDNAを抽出し、IgA分子の産生・代謝に関わる遺伝子の多型をスクリーニングした。IgA腎症230例を含む520症例を解析し、その結果、polymeric immunoglobulin receptorをコードする遺伝子に多型がみられ、IgA腎症症例では健常対照者およびIgA腎症以外の腎炎患者に比較して、有意に遺伝子変異の確率が高いことを発見し、報告した。また、FcαR遺伝子のプロモータ領域に3カ所の一塩碁多型を同定し、IgA腎症とIgA腎症以外の糸球体腎炎の患者で遺伝子頻度、haplotype頻度を比較したが、有意差を認めないことを報告した。また、腎炎進行の機序についても、レニンーアンジオテンシン系など高血圧に関連すると考えられる遺伝子や、TGF一β1やMCP-1などの炎症のメディエータの遺伝子の多型との関連を解析した。その結果、アンジオテンシノーゲン遺伝子のプロモーター領域の多型が、IgA腎症の腎機能予後に影響することが明らかになった。また、ウテログロビン(Uteroglobin)遺伝子の多型が、IgA腎症の、特に尿蛋白の多い症例や高血圧のある、もともと予後が不良な症例において、予後に大きな影響を与えることを報告した。さらに、RANTESやPPARγなどの遺伝子多型は、特定の組織病変(間質障害や細胞増殖度)と特に関連が深いことを発見した。今後はマイクロサテライトマーカーと領域を絞った一塩基多型(SNP)を用いて、全ゲノムを対照とした責任遺伝子の解明を行う。
データ同化手法を用いた作物の環境ストレス応答の解明

将来の気候変動などに対する作物の応答、ひいては食糧生産量を定量的に評価することは重要な課題である。これまで、圃場実験データに基づいて各環境要因に対する作物の応答のモデル化は行われてきたが、一方、広域を対象とした作物統計データの蓄積が進んでいる。とりわけ日本では、農林水産省による土壌環境基準点・定点調査は、全国数千点を対象として土壌環境条件と作物収量との関係などのデータを網羅している。本研究では、作物生長のシステムモデルに対して土壌環境基準点・定点調査などの網羅的観測データに基づいて、データ同化法を適用することによって、モデルを高度化し、複合環境に対する応答メカニズムを解明していくとともに、環境変化が生産性に及ぼす影響の推計を目的とする。今年度は、作物の生長・生産性推計における炭素および窒素の動態過程をデータ同化法に基づいて作物成長システムモデルに取り込み、気候変動に対する応答性を解析した。土壌に含まれる窒素は作物の生育ならびに収量形成に非常に重要な役割を果たし、土壌中の窒素動態には土壌炭素の動態は深く関わる。そこで、昨年度までに作成した土壌炭素動態モデルをコムギの生育・収量推計モデルに組み込み、粒子フィルター法とメトロポリス・ヘイスティング法のハイブリッドデータ同化によって、時間変化も考慮したモデルパラメータを推定した。そのモデルに対して、気温上昇ならびに大気CO2濃度上昇に対する土壌炭素,窒素,収量の応答を調べた。その結果、土壌炭素については、気温上昇により分解量が増加し炭素蓄積量は減少するが,一方で大気CO2濃度の上昇による土壌への有機物入力量が増えることにより、気温上昇による減少と拮抗する状況が見られた。この傾向は窒素についても同様の傾向があるが,窒素の場合には大気CO2濃度がさらに上昇すると減少に転じる。これは作物の生長に伴う窒素吸収量が増加するためである。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、作物生長システムモデルに対して、野外の観測データなどを用いてデータ同化法を適用することによって、モデルの高度化を行うとともに環境変動に対する作物成長応答メカニズムを解明することを目的として研究を行った。1.光合成プロセスのモデルの精緻化と過去・将来気候値に対する作物応答一般に、大気中二酸化炭素濃度の上昇により光合成速度は増加する(二酸化炭素施肥効果)が、野外環境では、実験室内よりかなり低い二酸化炭素濃度でその増加は逓減することが知られている(ダウンレギュレーション効果)。本研究では、ダイズを例にとり、作物生長システムモデルを構築し、野外環境で実験的に高二酸化炭素濃度条件にした際の作物生長に関するデータを元に、モデルをデータ同化することで、ダウンレギュレーション効果をモデルに組み込んだ。その結果、最大カルボキシル化反応速度が抑制されてダウンレギュレーションが起きていることが示唆された。また、各国の作物統計資料をもとに各地域で生長モデルを最適化させ、過去における二酸化炭素の施肥効果を定量化した。その結果、多いところでは3040%程度、過去の二酸化炭素濃度上昇によって収量が増加していることが示された。さらに、将来の気候変化に対する作物収量の推計を行った結果、二酸化炭素施肥効果によって作物収量が増加する一方で、呼吸量の増加により、多くの地域で収量が減少すると推計された。2.土壌環境基礎調査データを利用した土壌有機炭素の分解プロセスの精緻化作物生長において、土壌中の有機炭素量の推定は無機化窒素量の推定に関係し重要である。そこで、土壌炭素動態を表すモデルと土壌環境基礎調査基準点調査データに対して、粒子フィルター法とメトロポリス・ヘイスティング法のハイブリッド法を開発し、データ同化を行うことで、土壌有機炭素の分解率の環境応答性をその時間変化を含めて推定した。オリジナルの作物生長システムモデルを作成するとともに野外観測データを利用しやすいようにデータベースも整備した。

また、既存のデータ同化アルゴリズムを改良し、時間変化するパラメータと時間変化しないパラメータを同時に効率よく推定する複合的なアルゴリズムを開発した。おおむね計画通りである。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究により、作物生長システムモデルの光合成過程にダウンレギュレーション効果を組み込み高度化した。また、本研究に最適なデータ同化手法も確立した。今後は、今回使用したデータの他に、生理的なデータも本領域に参画している研究グループと協力して利用し、土壌の窒素、リンなどの動態とともに、作物がそれらの主要栄養素やケイ素などの成分に対して応答する過程を解明する。
途上国での室内PM2.5汚染を事例としたIoTヘルスプロモーションの方法論構築

アフリカ農村部にて調理用薪ストーブに起因した母子の高濃度PM2.5曝露が起きている点に着目し、(a)学校教育を通じたリスクアウェアネス(1次予防)、(b)IoTセンサでの可視化による親子のリスク対話(2次予防)、(c)住環境のDIYによる改修(介入)、(d)長期経過観察(3次予防)を実証する。地域看護と情報工学を融合し、途上国におけるヘルスプロモーション実施のための方法論を構築したい。
形態を制御する細胞内骨格制御系の網羅的解析

<背景と目的>多細胞生物における組織形態形成や神経発生を理解するためには、細胞の形態変化や移動に伴う細胞骨格の制御機構を解析することが重要である。線虫などのモデル生物におけるゲノム解析の進展により、これまで困難であった、多重に存在する細胞骨格分子や制御分子の網羅的な解析が可能となってきた。本研究では、線虫及び培養細胞を用いて細胞骨格及び細胞骨格制御分子による細胞・組織の形態制御機構や神経発生機構を包括的に理解することを目的としている。<検討結果>線虫の組織形態形成に関与する遺伝子(GEX2,GEX3,W07B3.2,UNC-33)について組織的に結合分子探索実験(yeast two hybrid法)、及び遺伝子破壊実験(RNAi法)を行った。現在までに、多数の結合分子を同定し、この中からさらに遺伝子破壊により形態形成に異常が認められる分子を同定している。私は本研究において、GEX-2,GEX-3,W07B3.2が複合体を形成し、細胞間接着部位において中間径フィラメントに作用して細胞移動や組織形成を制御しうることを見出した。一方で私は、線虫において神経発生に関与すると考えられているUNC-33の哺乳類相同遺伝子であるCRMP-2について培養神経細胞を用いた生化学的・細胞生物学的解析を行い、CRMP-2が神経軸索のガイダンスに関与していることを見出した。<考察>以上の結果から、本法により組織形態形成や神経発生といった多数の分子の関わる複雑な現象を網羅的に取り扱うことが可能であることが示された。現在、組織特異的なRNAi法を開発中であり、今後、各組織毎にさらに詳細な解析が可能になると考えている。さらに、線虫における遺伝学的解析の結果と培養細胞系における生化学的、細胞生物学的解析の結果を互いにフィードバックすることにより、発生プログラムの重要なアウトプットである形態形成や神経発生のメカニズムが明らかになるものと期待される。
Transgenic mouseを用いた発癌の組織特異性に関する研究

免疫グロブリンH鎖のエンハンサー(Eμ)により活性化されているmyc遺伝子(Eμーmyc)をマウス受精卵に導入し,リンパ球系の腫疫を発生させうるのかどうか,発生させうるとすればどの細胞でどの分化段階のものであるのか, mycのみで腫疫化するのかどうか,病気の特徴は何か,遺伝的背景によってその進展や細胞の種類を変えうるのかどうか等を検討した.C57BL/6マウスに導入した場合,生後47週に発症し,病理学的には白血病を伴なう悪性リンパ腫であった.解析した限りではpreBもしくはB細胞腫であり,単少クローン性であった.またH鎖は全て再構成しμ鎖を産生していた.T細胞リセプターβ鎖の再構成は認められていない.一方C3Hマウスに導入した時は,大部分T細胞腫でありT細胞リセプターは再構成し発現していた.以上からプロモーター領域及びエクソンIを欠いたEμーmyc遺伝子では発症が極めて早いこと,及び遺伝的背景により腫瘍発生の細胞特異性がかわることが明らかとなった.B型肝炎ウイルス(HBV)の慢性感染状態が続くと肝細胞癌の発生頻度が高くなることが知られている. HBVと肝癌との相関関係を解析するため,まずHBs抗原及びHBe抗原の発現しているマウスの作製を試みた.このため前年度迄に作製し,メチル化を受けていることの分っているp3HBマウスに5ーアザシチジンを出生一週後から投与した所,メチル化がとれHBs抗原を血中に検出しえた.一方HBs抗原のみが発現するようにした遺伝子(HBsーGII)を導入しHBs抗原を血中に検出しえたマウスを得た.またHBs抗原を肝特異的に発現させる試みとして,血清アミロイドP成分蛋白の遺伝子のプロモーターを, HBsにつなぎ発現するかどうかをHepG2細胞に導入し解析した.発現していることが確認できたので,現在トランスジェニックマウスを作製中である.免疫グロブリンH鎖のエンハンサー(Eμ)により活性化されているmyc遺伝子(Eμーmyc)をマウス受精卵に導入し,リンパ球系の腫疫を発生させうるのかどうか,発生させうるとすればどの細胞でどの分化段階のものであるのか, mycのみで腫疫化するのかどうか,病気の特徴は何か,遺伝的背景によってその進展や細胞の種類を変えうるのかどうか等を検討した.C57BL/6マウスに導入した場合,生後47週に発症し,病理学的には白血病を伴なう悪性リンパ腫であった.解析した限りではpreBもしくはB細胞腫であり,単少クローン性であった.またH鎖は全て再構成しμ鎖を産生していた.T細胞リセプターβ鎖の再構成は認められていない.一方C3Hマウスに導入した時は,大部分T細胞腫でありT細胞リセプターは再構成し発現していた.以上からプロモーター領域及びエクソンIを欠いたEμーmyc遺伝子では発症が極めて早いこと,及び遺伝的背景により腫瘍発生の細胞特異性がかわることが明らかとなった.B型肝炎ウイルス(HBV)の慢性感染状態が続くと肝細胞癌の発生頻度が高くなることが知られている. HBVと肝癌との相関関係を解析するため,まずHBs抗原及びHBe抗原の発現しているマウスの作製を試みた.このため前年度迄に作製し,メチル化を受けていることの分っているp3HBマウスに5ーアザシチジンを出生一週後から投与した所,メチル化がとれHBs抗原を血中に検出しえた.一方HBs抗原のみが発現するようにした遺伝子(HBsーGII)を導入しHBs抗原を血中に検出しえたマウスを得た.またHBs抗原を肝特異的に発現させる試みとして,血清アミロイドP成分蛋白の遺伝子のプロモーターを, HBsにつなぎ発現するかどうかをHepG2細胞に導入し解析した.発現していることが確認できたので,現在トランスジェニックマウスを作製中である.
ヒト脳神経疾患を惹起するシナプス関連分子異常探索

KCNQ2は電位依存性カリウムチャネルのKv7.2サブユニットをコードしており、その変異が予後良好の良性家族性新生児痙攣(benign familial neonatal convulsion : BFNS)を引き起こすことが知られていた。しかし、2012年に入り、最重症の難治性のてんかんである太田原症候群(Ohtahara syndrome : OS)を含めた新生児てんかん性脳症を引き起こすことが明らかとなった。今回我々は、新生児期から乳児期にかけて発症したてんかん患者239例【OS51例、West症候群(WS)104例、その他のてんかん患者84例】について、KCNQ2変異のスクリーニングを行った。Hight resolution melting法による変異スクリーニング、あるいはWhole exome sequencingにより、10種類のミスセンス変異を12症例に同定した。9症例はOSの診断であり、1症例がWS、2症例が分類不能のてんかん性脳症であった。11症例ではde novo変異であることが確認でき、1症例では新生児てんかんの既往を有する母親がmosaicで変異を有していた。初発の痙攣発作は強直痙攣がほとんどであり、12症例全てで新生児期に発作を認めた。太田原症候群の特徴である、サプレッション-バーストパターンの脳波は、類似例も含めると11症例で認めた。OSの約75%はWSに移行することが知られているが、2症例のみがWSへの移行を認めた(2/9,22%)。10症例では抗てんかん薬によってけいれんのコントロールが可能であったが、3カ月で死亡した例を除いて全例で重度の知的障害を認めた。2つのミスセンス変異(p. Ala294Val, p. Arg533Trp)がBFNSで報告のあるアミノ酸の変異であり、BFNS症例と比較してミスセンス変異の局在に明らかな差異は認めなかった。常染色体劣性遺伝性小脳失調症(以下ARCA)は、非進行性の小脳低形成や進行性の脊髄小脳変性症(以下SCA)等を含む不均一な疾患の総称である。これまでに20種類以上のARCA責任遺伝子が同定されており、欧米諸国ではFriedrich失調症の頻度が最も高いが、日本人では報告例がなく、ARCAの遺伝的原因は不明な点も多い。本年度は、精神運動発達を基礎に持ち、高齢になってから失調症状が明らかとなった1家系の近親婚ARCA家系を対象として次世代シーケンサーを用いたエクソーム解析を行い、その疾患責任遺伝子を単離することを目的とした。homozygosity mappingでは3領域、計11.35Mbが候補領域としてクローズアップされた。エクソーム解析の結果では同候補領域内に、SNP登録のないアミノ酸変異を伴うホモ接合性変異は2種類であり、サンガー法でも存在が確認された。このうち家系内表現型と変異が連鎖したのはSYT14のミスセンス変異のみであった。この変異は正常日本人576アレルで認められず、複数の変異効果予測プログラムにおいて病的であることが示唆された。同遺伝子のmRNAはヒト、マウス脳(特に小脳)において発現し、マウスおよびヒト小脳の免疫染色では同遺伝子産物はPurkinje細胞に特異的に局在した。野生型、および変異型のタンパク質を培養細胞(COS-1細胞)に強制発現すると、野生型では細胞膜近傍への蓄積が認められるのに対し、変異型では細胞膜近傍への局在がみられず、小胞体への局在が観察された。細胞内局在の変化は細胞分画法によっても確認された。以上から同定した変異がARCAの原因であることが強く示唆された。ARCAの新規原因遺伝子の一つであるSYT14を同定することに成功し、解析手法の妥当性を示すことができた。

同様にSNPマッピングや次世代シーケンシングを利用した効率的な遺伝子単離を展開していく予定である。ARSCAあるいは小児てんかんを対象に効率的なシナプス関連分子探索を行う。
選択的ガス吸収法を応用する炭酸ガスの微生物除去と起爆回避型バイオリアクター開発

高い炭酸ガス固定能力を持つ微生物の水素酸化細菌を検討対象とし、水素・炭酸ガス・酸素よりなる混合ガス基質を用いて、その基本培養特性を検討し、酸素供給が増殖の律速因子になり易いことを明らかにした。この結果は、炭酸ガス固定速度を高めるには酸素供給速度を高めることの必要性を示しているが、通常の操作条件おけるこの細菌の最適ガス組成は水素と酸素の混合比がいわゆる爆発限界内にあり、単純に酸素濃度を上げることは安全操作の点から好ましくない。そこで、基質ガス中の酸素濃度を3%以下の爆発限界外とし、なおかつ、酸素移動速度を格段に高める方法として培地中に酸素運搬体を添加する培養を試みた。酸素運搬体として、水素細菌の増殖に対する阻害を示さないフルオカーボン(パーフルオロトリブチルアミン)を検討した。培養液体積に対する酸素運搬体の添加率を種々変えて検討した結果、酸素運搬体の添加率が65%以下では殆ど影響が認められなかったが、65%を越えると効果はは顕著になり、90%添加で20培近い増殖速度が得られた。この結果は、酸素運搬体が連続相である分散相であるかに関係し、培地と酸素運搬体の界面積が支配因子であった。一方、フルオロカーボンは高価であり、炭酸ガス固定プロセスとして成り立つためには、より安価で毒性のない酸素運搬体が必要であるため、種々のアルコール類と炭化水素類について検討を行なった結果、n-デカン、n-ヘキサデカン、n-ヘプタデカンがフルオカーボンの代替となりうることを見いだした。以上の結果から、適切な酸素運搬体を用いることによって、爆発範囲を回避した安全な条件下で、高い増殖速度の水素細菌培養による炭酸ガス固定が可能なことが明らかになり、バイオリアクターの形式、最適条件についての知見が得られた。高い炭酸ガス固定能力を持つ微生物の一つである水素酸化細菌を検討対象とし、1L容量のジャ-ファ-メンタ-を用いて培養特性の検討を行なった。水素・炭酸ガス・酸素よりなる混合基質ガスを連続通気する培養の結果、通常の条件下では、菌体濃度1g/L以上で酸素供給が増殖の律速因子となって直線増殖を示すこと、また、最終菌体濃度はガス組成によらず2.5g/L程度であることが明らかになった。上記の結果から母、水素細菌の増殖速度を高めるためには酸素供給速度を高める必要があるが、水素と酸素の混合ガスはいわゆる爆鳴気のため、単純に酸素濃度を上げることは安全操作の点から好ましくない。そこで、基質ガス中の酸素濃度を3%以下の爆発限界外とするものの、酸素移動速度を格段に高めて増殖速度の低下を回避する方法として、培地中に酸素運搬体を添加する培養を試みた。酸素運搬体として、人工血液の材料として検討が進められているワルオロカ-ボン(パ-フルオロトリブチルアミン)を検討した。培養液体積に対する酸素運搬体の添加率を種々変えて検討をすすめているが、この酸素運搬体は水素細菌の増殖に対する阻害を示さないこと、酸素運搬体の添加率によって増殖速度に影響が観察され、特に添加率が80%を越えると、同一条件下の酸素運搬体を含まない培養に比べて10倍以上の増殖速度が得られ、明らかな酸素運搬体の効果が認められた。この結果は、適切な酸素運搬体を用いることによって、爆発範囲を回避した安全な条件下で、高い増殖速度の水素細菌培養による炭酸ガス固定が可能なことを示している。さらに、種々の条件について検討をすすめ、最適操作条件を明らかにする必要がある。

この結果は、炭酸ガス固定速度を高めるためには酸素供給速度を高めることの必要性を示しているが、通常の操作条件おけるこの細菌の最適ガス組成は水素と酸素の混合比がいわゆる爆発限界内にあり、単純に酸素濃度を上げることは安全操作の点から好ましくない。そこで、基質ガス中の酸素濃度を3%以下の爆発限界外とし、なおかつ、酸素移動速度を格段に高める方法として培地中に酸素運搬体を添加する培養を試みた。酸素運搬体として、水素細菌の増殖に対する阻害を示さないフルオロカーボン(パーフルオロトリブチルアミン)を検討した。培養液体積に対する酸素運搬体の添加率を種々変えて検討した結果、酸素運搬体の添加率が65%以下では殆ど影響が認められなかったが、65%を越えると効果が顕著になり、90%添加で20培近い増殖速度が得られた。この効果は、酸素運搬体が連続相であるか分散相であるかに関係し、培地と酸素運搬体の界面積が支配因子であった。一方、フルオロカーボンは高価であり、炭酸ガス固定プロセスとして成り立つためには、より安価で毒性のない酸素運搬体で必要であるため、種々のアルコール類と炭化水素類について検討を行なった結果、n-デカン、n-ヘキサデカン、n-ヘプタデカンがフルオロカーボンの代替となりうることを見出した。以上の結果から、適切な酸素運搬体を用いることによって、爆発範囲を回避した安全な条件下で、高い増殖速度の水素細菌培養による炭酸ガス固定が可能なことが明らかになり、バイオアクターの形式、最適条件についての知見が得られた。
中古・中世の学問世界における説話伝承及びその当代文学作品への影響に関する研究

本研究の企画の契機となったのは、『十訓抄』研究の過程において、その内容を成す説話の出典研究のみならず、その作品としての方法についての研究を推進するためには、ひろく、中古・中世の学問世界における説話伝承の様態を把握し、そのような場で伝承された説話の方法が如何に当代の文学作品に影響を与えたのかという問題について調査研究することが必要であると考えたことである。そこで、本年度の研究においては、主として院政期から鎌倉期の歌学の世界における説話伝承の様相を把握すべく研究を進めることにした。具体的には、『俊頼髄脳』の諸本、即ち顕昭本完本たる京都大学付属図書館本『無名抄』・静嘉堂文庫『無名抄』、国会図書館蔵定家本、『唯独自見抄』系の書陵部本・島原松平文庫本・彰考館本等の写真を入手し、京都大学本『無名抄』を中心として、他の諸本を参照しながら、『俊頼髄脳』所収の説話の読解を進めるとともに、『和歌童蒙抄』『和歌色葉』『色葉和難抄』等の後続の歌学書への『俊頼髄脳』所収説話の伝承の様態について調査をおこなった。その結果、(1)『俊頼髄脳』には小学館日本古典文学全集所収の橋本不美男氏の注釈があるものの、まだまだ注釈研究上の問題が存在すること、(2)『俊頼髄脳』に後続する『和歌童蒙抄』『和歌色葉』『色葉和難抄』等の歌学書やそうした歌学の世界と密接に関わり合う中世の『伊勢物語』『古今集』の注釈書への『俊頼髄脳』所収説話の伝承と変容にはきわめて興味深い問題が多々存在すること、等があきらかになってきた。そのような問題のうち、『俊頼髄脳』にみえる俊頼歌(『散木奇歌集』856番歌)と説話をともなったその注釈の、『和歌童蒙抄』『和歌色葉』を経て『色葉和難抄』『彰考館本伊勢物語抄』への伝承と変容の問題についての考察については、平成6年11月26日の高地大学国文学会において「『散木奇歌集』856番歌とその注釈について」という論題で研究発表をおこなった(この発表の内容は、『高地大国文』第26号に投稿予定で準備中である)。以上が、本年度の研究実績の概要であるが、本研究課題においてはなお考究すべき未解決の問題も多く、さらに継続して研究を推進してゆく必要があると考えられる。
構造体を用いる海洋空間利用計画法の研究

本研究の開始前に研究代表者の研究室において実施されていた海上ビジネス都市の計画研究,その後に順次実施された海上レジャー基地,深海ステーションおよび浮体空港の計画研究の過程を分析し,海洋空間利用のための構造体の計画に共通する項目として,ニーズ分析,アイデアの発想,コンセプトの構想,基本設計,分析と評価,最適化を抽出し,流れ図としてまとめた。この流れ図では浮体構造システムの基本案の作成までを対象として,そこまでの手順と手法を詳しく論じたが,特に要素技術としての,(1)自然環境条件の調査法と設計入力への変換法に関して,大規模半潜水式構造の波荷重,風荷重の評価法,(2)浮体構造形式,係留方式,構造材料の選択法に関して,構造形式と係留方式の種類と特徴,選択あるいは開発の考え方,(3)初期構造設定法に関して,大規模浮体の波荷重に対する応答特性の鳥瞰図的把握法,得られた特性と適用法,初期構造寸法の沢永法,(4)静的・動的応答解析法に関して,構造モデリング,流体力学的係数と液強制力の評価法による動的応答解析法の分数,特に流力弾性解析との関係を論じ,この種の浮体の工学的解析に基づく計画,基本設計に具体的な方法論を提集した。最後に,胃頭で挙げた海上ビジネス都市,海上レジャー基地,深海ステーション,浮体空港の計画を提集した方法に則って合理性の高い内容とした。1.既存計画の調査近年の浮体式の海上空港計画について、構造工学的な計画法と内容を調査した。(1)浮体式関西国際空港計画(日本造船工業会、昭和54年)、(2)コンクリ-ト製半潜水浮体のナポリ沖空港計画(SNAMPROGETTI社(イタリ-)、平成3年)、(3)半潜水式の組立型海上空港計画(Brown & Root社(アメリカ)、平成3年)2.洋上宇宙基地の計画作業基地の例として海上に宇宙開発用ロケットの発射基地を設ける計画を実施し、赤道に近いニュ-ギニアのビアク島近海(水深200m)に円筒形の発射用サイロをTLPで係留し、コ-ルドランチング方式でHーII型程度のロケットを打ち上げるシステムと発射用円筒構造体を構想、計画した。3.中水深域海上ビジネス空間用半潜水式リング状構造体の免震システムの検討半潜水式リング状構造体の構想においては、大地震時にセンサ-による地震情報に基づいて、接続部の空気シリンダ-の圧縮空気を抜いて水平方向の接続を実質的に解放する事によりリング状上部構造を免震とするシステムが採用されている。このシステムの有効性をシミュレ-ションおよび簡易モデル実験による確認した。4.多数浮力体の波荷重および応答評価用ソフトの整備半潜水式の大規模浮体を使用した計画において重要となる多数浮力体間の相互干渉を考慮した波荷重および応答を評価する計算機プログラムの整備の基礎を検討した。1.海洋空間利用のための浮遊式構造体と、これを海底に〓着させるための支持構造体について、既存の構造システムの種類と特徴を調査し、浮体を構造形式により分類するとともに、支持構造体をそれが拘束する浮体の変位成分(方向、時間的特性)、水波により分類し、浮体と支持構造体の組合せについて俯瞰を行った。2.平面形状がリング状の半潜水式浮体とケーソン人工島型支持構造体(ドルフィン形式の一種)の組合せについて、伊勢湾の津沖約13Kmの海域(水深約30m)を設置場所として、研究代表者等によって試設計が行われて来ている。浮体と支持構造体との間に想定されたピストン-シリンダ型接続システムの免震性に関し、十勝沖地震の加速度時刻歴を入力として計算・実験の両面より、その有効性を確認した。3.外洋性の中規模浮体式空港について、甲板構造と没水部ロワーハル構造とを比較的小径のコラム構造で結合した、立体ラーメン構造形式の半温水式構造体によるコンセプトを、小笠原諸島父島二見湾沖1.5Kmの海域(水深6080m)に設置する仮定で作成した。4.上記3.で扱った立体ラーメン構造形式

浮体における、多数のコラムとロワーハル部材で構成された、大規模浮体の没水部構造の波強制力を流体力学的相互干渉を考慮して評価する方法として、近年、研究代表者等が開発して来た解析法が非常に有効であることを理論的に裏付けるとともに実験的に確認した。1.海洋空間利用構造体の一般的構造計画法の開発浮体の使用目的によって必要とされる機能、規模および設置海域の水深に対する浮体の種類(構造形式)の概括的な適性を考察した。一方、このような浮体を海域に碇着させるための係留法に関し、それに必要とされる機能と水深によって、各種の係留構造の特性に関する考察のもとに定性的に分類を行った。これらは来年度、出来るだけ定量化し、必要とされる機能、規模、設置海域の水深、さらに、これらに加え海底地形・地質、海・気象、離岸距離等の条件に適合する浮体と係留法の組合せの決定のための基礎資料となるべきものである。2.特定目的のための構造体の計画社会的ニーズが高いと判断される海上空港と海洋ステーションの計画を行った。前者は太平洋沿岸の開放海域の1つの典型例として設定された水深(70m)と海・気象に対し、長さ2200m、巾320mの半潜水式の構造体による中規模浮体式空港を扱った。ここでは、浮体として甲板構造を多数の小径コラム(直径5m)とロワーハルで支持する形式とし、これを16本のテンションレグ(直径5m)により海底基礎構造を介して海底に接続する係留法を採用した。後者は、具体的に相模湾の三崎沖の水深400mの三崎堆を設置海域として選定し、海洋観測・計測、海底観測、深海工学および海洋レクリーエション・トレーニングを行う複合基地である。最大径240mの6角形平面形状の半潜水式構造を36本のテンションレグにより海底の基礎に接続される。この基礎は観測・実験用施設と構造的に一体化され、有人海底基地を構成する。3.条約・法規および環境影響評価のための文献調査国連環境開発会議関係資料、海洋環境シミュレーション関連の文献、テキストを手に入れ、その概要を把握した。これらは、来年度、さらに調査が拡大されるとともに内容の充実が図られるべきものである。平成3年度から5年度にかけて行なった(1)海上ビジネス都市、(2)海上レジャー基地、(3)深海ステーション、(4)浮体空港の計画の過程を分析し、海洋空間利用のための構造体の計画の流れ図を作成し、この中に含まれる主要項目であるニーズの分析、アイデアの発想、コンセプトの構想、基本設計、分析と評価、最適化の進め方の枠組を示した。特に、浮体構造システムに特化した計画の、詳細な流れ図を考察、作成した。この図では、計画の実行内容の流れを主軸とし、これに対して外野分野からの入力となる情報を左側列に、実行に当たって必要となる専門要素技術の内、重要な分野としてまとまりがあり、開発的作業が必要と考えられる分野を右側列に示している。本研究では浮体構造システムの基本案の作成までを対象として、そこまでの手順と手法を詳しく論じたが、特に要素技術としての、(1)自然環境条件の調査法と設計入力への変換法に関して、大規模半潜水式構造の波荷重、風荷重、(2)浮体構造形式、係留方式、構造材料の選択法に関して、構造形式と係留方式の種類と特徴、選択あるいは開発の考え方、(3)初期構造設定法に関して、大規模浮体の波荷重に対する応答特性の鳥瞰図的把握法、得られた特性と適用法、初期構造寸法の決定法、(4)静的・動的応答解析法に関して、構造モデリング、流体力学的係数と波強制力の評価法による動的応答解析法の分類、特に流力弾性解析との関係を論じ、この種の浮体の工学的解析に基づく計画、基本設計に具体的な方法論を提案した。
サイレント超音速飛行実現のための実験・計算融合研究

本研究のタイトルに含まれるサイレント(静粛)超音速という言葉は、その後の米国航空宇宙局(NASA)や我が国の宇宙航空研究開発機構(JAXA)のプロジェクト名に利用されており、この研究のインパクトが裏付けられている。本研究の2年目には、東北大学21世紀COEプログラム「流動ダイナミクス国際研究教育拠点」で招聘した楠瀬博士の協力も得て、超音速複葉翼理論を提案した。この理論は、古典的なブーゼマン翼の概念を応用して2枚の翼を用いて衝撃波を干渉させることで、造波抵抗を低減しつつソニックブームを根本的に削減することを目指しており、大型の超音速旅客機(SST)にも応用可能な革新的空力形状のコンセプトである。超音速複葉翼理論は、1930年代のブーゼマンに始まり、1950年代頃までは米国でも風洞試験が行われるなど、一定の興味がもたれてきた。しかし、1960年代にはコンコルドの実用化の気運が高まる中、国家プロジェクトとしてSSTの空力コンセプトがデルタ翼に固定され、次第に顧みられなくなった。本研究で確立された超音速複葉翼理論は、温故知新と実験・数値流体力学による新しい設計技術の組み合わせで、新しい学術的可能性を探ったきわめて独創的な研究成果である。数値流体力学(CFD)を用いた設計技術の面でも、本研究を通じ、単なる最適設計を越えて、設計空間の構造化と可視化を行い設計知識を獲得する「設計探査」(Design Exploration)という概念を提唱、SSTのみならず、NEDO「環境適応型高性能小型航空機研究開発」プロジェクトをはじめ、自動車・家電など他の産業分野へも応用が進んでいる。実験面でも、自由飛行試験によるN波計測の成功、複葉翼まわりの流れの可視化と翼間流れのチョーク現象とヒステリシスの確認など、特筆すべき成果を上げ、計算と実験を通じて複葉翼理論を確立することができた。今年度、実験グループでは、超音速射出実験装置を完成させた。既存のラム加速器の駆動部を改良し、ダブルダイアフラムを用いたヘリウム銃とした。直径25mmのモデルを、700m/sの速度で射出することができた。購入したブラストレスサボ分離装置により、擾乱の少ない試験状態を実現することができた。さらに、感圧塗料を用いて、ブラスト波と背後の接触面の伝播、移動の時間履歴を計測する技術を完成させた。計算グループでは、カナード付きの翼胴形態の多目的最適設計システムを構築した。主翼・カナード・シアーズ=ハック胴体を表現するパラメータを設定し、非構造格子法を用いた3次元オイラー計算で空力抵抗と等価断面積分布を評価、低抵抗・低ブームの多目的最適化を実施した。多目的最適化には、領域適応型多目的遺伝的アルゴリズムを開発し、少ない個体数でも進化計算が行えるように工夫した。進化結果より、カナードを揚力面として用いることで、抵抗増加を抑えつつ、ダーデン分布により近い等価断面積分布を実現することができた。計算には、東北大学流体科学研究所のスーパーコンピュータORIGIN2000を利用し、並列処理を行った。融合研究グループでは、CFDの計算結果に基づく波形パラメータ法を採用し、軸対称・3次元物体まわりの近傍場圧力分布から、遠方場でのブーム波形を推定するシステムを構築した。今後、軸対称物体で最適化計算と実験を実施する予定である。今年度、実験グループでは、超音速射出実験装置による超音速飛行試験を実施し、飛行マッハ数2を実現した。今後、計算で最適化した形状のモデルを作成し、実験を行う。さらに、小型超音速風洞を作成した。今後、衝撃波の構造やその変化に伴うソニックブームの強度変化についての実験的研究を進める予定である。

計算グループでは、衝撃波の干渉でソニックブームを消す方法について検討を進めた。この方法は2枚翼の干渉により体積ブームを消去する方法であり、ブーゼマン理論(線形理論・揚力なし)をもとに、揚力を持たせた新しい融合複葉翼型を新たに提案、現在研究を進めている。この融合複葉翼型について、CFDによる非線形解析を適用し、より詳細な解析を行った。その結果、翼厚5%でL/D>20(非粘性)、C_1=0.1となる実用的な翼型を得ることができた。また、3次元融合複葉翼も計算し、翼端の影響を調べた。超音速翼では翼端からのマッハコーン内部で急激な流れの変化がおき、抵抗が大幅に増える。いくつかのパラメータスタディを行い、特に翼端のテーパやガル形状を工夫することで、抵抗が半減することが確認できた。これは3次元翼の設計に役立っ重要な成果である。今後、胴体との干渉効果についても検証していきたい。融合研究グループでは、2枚翼の干渉によりブームを消す新しい融合複葉翼型について、逆設計を行い、揚力を持った場合の翼型の詳細形状を求め、その特徴を研究した。今後最適形状について検討を行い、実験との融合研究を目指す。今年度、実験グループでは、超音速射出実験装置による超音速飛行試験を継続して実施し、物体から生じる衝撃波の可視化と、物体遠方でのN波の計測に成功した。さらに、作成した小型超音速風洞では、理論的予測に従い、低いマッハ数から離脱衝撃波を含むチョーク現象を再現し、また高いマッハ数から斜め衝撃波による設計状態を再現することに成功した。今後、マッハ数変化に伴う衝撃波の構造やその変化に伴うソニックブームの強度変化についての実験的研究を進める予定である。計算グループでは、衝撃波の干渉でソニックブームを消す複葉超音速飛行の理論を構築した。この方法は2枚翼の干渉により体積ブームを消去する方法であり、ブーゼマン理論(線形理論・揚力なし)をもとにしている。今年度は、超音速巡航マッハ数以外での現象についても解析を進め、離脱衝撃波を含むチョーク現象という低超音速非設計点の高抵抗現象を予測した。この現象は上記の実験で確認された。一方で、設計点を含む比較的幅広いマッハ数領域で、設計点に近いよい性能を示すことも確認できた。現在、チョーク現象を軽減する方法について検討を進めている。また、3次元翼の検討も進め、テイパー比をパラメータに結果を整理した。また、3次元でもチョーク現象が起こること、テイパー翼の場合は対称面で性能が劣化することを確認した。今後より具体的な3次元形状の検討を進める。融合研究グループでは、逆設計によって設計された新しい融合複葉翼型について検討を進め、チョーク現象を確認し、その軽減方法を計算グループと協力のもとに進めている。本研究のタイトルに含まれるサイレント(静粛)超音速という言葉は、その後の米国航空宇宙局(NASA)や我が国の宇宙航空研究開発機構(JAXA)のプロジェクト名に利用されており、この研究のインパクトが裏付けられている。本研究の2年目には、東北大学21世紀COEプログラム「流動ダイナミクス国際研究教育拠点」で招聘した楠瀬博士の協力も得て、超音速複葉翼理論を提案した。
北海道畑作・酪農域における積雪・凍土の地球温暖化影響と土壌凍結促進技術の評価

積雪変質モデルの調整を行い、北海道全28地点における4冬季分の積雪断面観測との比較の結果、北海道全域の現在気候下の積雪を積雪変質モデルが十分に再現できることを確認できた。次に、調整済みの積雪変質モデルの入力値として、3種類の異なる気候モデルの計算結果を与えることで、北海道全域の高解像度な積雪の将来変化予測を得ることができた。得られた計算結果を解析した結果、1990年代と比較して全球平均気温2度上昇年代においては、渡島・檜山・胆振・後志地方や釧路・根室・網走地方で年最大積雪深が30-40%の大きな減少を示していた。この大幅な積雪減少は、質量収支解析により初冬における降雪量の減少が主な原因と分かった。さらに、積雪変質モデルに入力された3種類の気候モデルの計算結果ごとに結果を比べることで、得られた積雪減少の将来予測の不確実さについても調べた。その結果、上川・宗谷地方と釧路・根室・網走地方で計算結果のばらつきが特に大きく、将来予測が不確実な可能性があると分かった。さらに、積雪深だけでなく、積雪を構成する雪の性質についても解析したところ、道内の広い範囲で積雪の湿雪化が予測されていた。得られた成果は、今後北海道におけるの農業技術の地球温暖化後の適用可能性について議論することに使用される予定であるほか、従来予想されてこなかった雪の性質の将来予測も行っており、これらは北海道における観光資源・水資源管理などの今後の温暖化影響への適用策検討などにも役だれられることが期待される。当初の計画通り、積雪変質モデルのパラメータ調整は終了し、北海道全域の積雪の地球温暖化に対する応答を計算することができた。また、得られた結果は、英語論文にまとめ、現在査読中となっており、おおむね順調に進展しているといえる。今後も当初の計画通り、すでに得られている北海道全域の積雪の地球温暖化に対する応答を元に、農業技術適用可能性を検討する地域の選定をまず行う。そして、選定された地域を対象に、雪踏み実験を行った場合とそうでない場合の土壌凍結深を計算し、地球温暖化後も現在気候下で行われている農業技術を適用可能かどうか議論する。
1,2-ジオールの特異的認識とセンシング

有機スズ化合物とジオール類の相互作用についての検討を行い、以下の知見を得た。1)ジアルキルチンジハライド型(R_2SnX_2)の有機スズ化合物が、塩基性条件下において、1,2-ジオールを選択的に酸化され易い常態へと活性化させる事を見しだした。1,2-ジオールは、1,3-ジオールより10倍以上速く、有機スズ触媒と錯形成を行うことが示された。2)上記活性化機構は、有機スズ化合物により1,2-ジオールからの選択的な脱プロトンが促進されることに基づく事を、1,2-ジオールのモノベンゾイル化反応を行うことにより示すことができた。また、この際、反応は少なくとも200回以上の触媒サイクルを形成していることを示しており、センサーとして或る程度の化学的安定性が期待できる。3)光学活性な有機スズ試薬を用いることにより、末端ジオールの2級水酸基側の立体を識別することができることを見いだした。この際、水分子の存在が、立体認識能を著しく向上させることを見いだした。4)水素結合を有するフェノキシ基を用いて可逆なレドックス系を構築し、1,2-ジオールのアンペロメトリック検出のためのデバイスとして利用できる可能性を見いだした。1)ジアルキルチンジハライド型(R_2SnX_2)の有機スズ化合物が、塩基性条件下において、1,2-ジオールを選択的に酸化され易い常態へと活性化させる事を見いだした。。4)上記立体識別能は、末端ジオールに特有なものであり、水が形成する界面上で塩基表面状でジオール分子が高い配向性を維持しており、1,2-ジオールのコンフォメーションが固定化されるためであることを示唆する結果を得た。
右心バイパスモデルにおける血管抵抗の変化に対する検討

右心バイパス手術(Fontan手術)後の血行動態・肺循環に及ぼす1)大量アムリノン投与2)低体温管理3)内皮非依存性血管拡張因子である一酸化窒素(NO)ガス吸入の効果を実験的に検討した。方法:雑種成犬を対象にPentobarbital麻酔人工呼吸器による調節呼吸下に胸骨正中切開心臓を露出,大動脈・肺動脈・上大静脈・左心房に圧カテーテル・大動脈に心拍出量測定用flowmeter装着。同種大動脈ホモグラフトを右心房・主肺動脈間に吻合し,主肺動脈を遮断・三尖弁を閉鎖して完全右心バイパス(Fontanモデル)を作成した。各種CVP条件下に心拍出量・肺血管抵抗(PVR)を測定コントロールとした後,1)3)の効果を検討した。結果:右心バイパス後心拍出量はCVPと有意の正の相関をもって上昇,正常心拍出量の維持にCVP17mmHg以上を要した。アムリノン520μg/min/kg投与によりdose-dependentにPVR低下・心拍出量増加を認め,NO吸入510ppmにてその効果は更に増強する傾向を示した。一方低体温管理は若干のPVR低下を示すものの,その効果は軽度であった。結論:アムリノン投与・NO吸入の有用性が示唆され,今後臨床応用が可能と考えられた。
バリア放電方式によるディーゼル発電機用小型排ガス処理装置の開発

本研究の目的は、5OkVA級のデイーゼル発電機の排ガスを、高効率で処理するコンパクトなシステムを実現することである。研究目的を実現するため、(1)剣山型南極型バリア放電方式リアクターの基礎特性の把握、物理、化学反応の把握、(2)電源開発、(3)実用化のための検討、と大きく3つに分けて遂行してきた。(1)では、主にマルチポイントバリア放電の特性、およびそれがNOx処理に与える影響について調べた。得られた成果は以下のようになる。ストリーマの極性に関して、平行平板バリア放電が正ストリーマのみであるのに対して、マルチポイントバリア放電の場合、印加電圧の極性で正負両極性のストリーマが発生することが明らかになった。また、バリア放電で発生するマイクロ放電で流れる電流は、平行平板型の方が大きいことも明らかになった。この二者を用いてNOx除去の電気的な効率を求めた場合マルチポイントバリア放電のほうが高くなった。(2)の電源開発では、IGBTとパルストランスを組み合わせたパルスモジュレータを試作した。仕様は、一次定格電圧AC100V、二次出力電圧±10kV、周波数2,500ppsである。(3)の実証試験は、セラミック+触媒・パーティクルフィルタを通した定格20kVAのデイーゼル発電機の排ガスを用いて行った。放電リアクターは、耐熱性の高い金属とセラミック、耐熱ガラスのみで作成した。壁面で結露しないように、リアクターを二重構造として壁面温度が下がらないようにした。これにより、12時間程度の長時間運転でNOxを低減できることを確認した。また、フイルタのメンテナンスは、1ヶ月に一回ほど高温にさらし、付着物を焼き落とすことで行う。得られた処理量は35ppmであり、これは全負荷時の濃度(約350ppm)に対して10%低減に相当する。ガス流量と投入エネルギーは、それぞれ1.2m^3/min.および9J/Lである。本研究の目的は、50kVA級のディーゼル発電機の排ガスを高効率で処理するコンパクトなシステムを実現することである。このため本研究は、バリア放電の物理量や化学反応過程などの基礎特性の把握、大処理量、高効率なリアクタの開発、実用化可能なオールソリッドタイプのNOx処理バリア放電用電源の開発、に分けて行われた。基礎特性の把握では、低電圧でバリア放電を起こすことができるように剣山型電極を用い、正弦波電圧数kVを印加してリアクターのNOx処理特性を調べた。その結果、実効値で2kV程度の印加電圧で200ppmのNOxを処理すること、そのときの投入エネルギーは約200J/Lであること、化学反応は酸化で進行しており、NOから一旦NO_2に変換されたのちに除去されること、投入エネルギーは剣山の本数でコントロールできること、針形状は先鋭なほど投入可能電力はおおきいが、スラズマが熱化してNOの生成が起こりやすいことなどが明らかにされた。また、モノクロメータを用いた観測では、負極性のストリーマでは11.052eV以上のエネルギーを持つ電子が、正極性のストリーマでは18.75eV以上のエネルギーを持つ電子が存在し、正極性のストリーマの方が電子温度が高いことが明らかにされた。基礎実験で得られた結果をもとに、20kVA定格のディーゼル発電機の排ガスを処理するのに必要となる諸量を計算、形状の検討を通して、電源、リアクターの設計および試作、それらを用いたフィールドテストを行った。

電源は量産化を考え電力用半導体素子を用いたオールソリッドタイプとした。電源の出力は所内率5%を想定して1kWとした。その結果、排ガス中のNOxが10%処理された。所内率は1.5%である。その他、長時間試験では熱対策など改良を要する点が明らかになった。本研究の目的は、50kVA級のディーゼル発電機の排ガスを、高効率で処理するコンパクトなシステムを実現することである。研究目的を実現するため、(1)剣山型電極型バリア放電方式リアクターの基礎特性の把握、物理、化学反応の把握、(2)電源開発、(3)実用化のための検討、と大きく3つに分けて遂行してきた。(1)では、主に剣山型電極を用いたバリア放電の特性、およびそれがNOx処理に与える影響について、実験的に調べた。その結果、通常のオゾナイザー放電が正ストリーマのみ発生するのに対して、剣山電極を用いた場合印加電圧の極性で正負両極性のストリーマが発生することが明らかになった。放電の電子エネルギーは、正ストリーマの方が負ストリーマより高いことも、光学的計測より明らかになった。ストリーマの極性ではわずかに正ストリーマの方がNOx処理効率は、ほとんど変わらないがわずかに高くなる。また、印加電圧を周波数数十kHzの正弦波と、立ち上がり数十n秒のパルス電源を用いてNOx処理を行なった場合、パルス電圧の場合の方が処理効率は高くなる。(2)の電源開発では、主に昨年度に試作した電源とリアクター負荷との整合について調べた。1年目に明らかになったこととして、電源の効率がリアクター負荷の場合40%以下に落ちることが、システムとしてのNOx処理効率を下げる原因となることがあげられる。リアクターの設定と電源との整合について、数値解析と実験を通して検討した。(3)の実用化の検討では、1年目に問題となった、スス対策、熱対策、水対策、沿面対策について検討及び装置の改良を行なった。沿面対策では、絶縁設計を水分が付着することを想定して行なった。熱対策では、リアクターを金属、セラミックで構成した。水対策では、壁面で結露しないように、リアクターを二重構造として壁面温度が下がらないようにした。スス対策では、いろいろな方式について実験的に検討した結果、金属フィルタでススを付着させた後、フィルターを熱して焼く方法を採った。現在、20kVA定格のディーゼル発電機(排気量約2.5l)の排ガスを用いた実験で、NOx処理率10%、効率17g/kWhを得ている。(1)では、主にマルチポイントバリア放電の特性、およびそれがNOx処理に与える影響について調べた。得られた成果は以下のようになる。ストリーマの極性に関して、平行平板バリア放電が正ストリーマのみであるのに対して、マルチポイントバリア放電の場合、印加電圧の極性で正負両極性のストリーマが発生することが明らかになった。また、バリア放電で発生するマイクロ放電で流れる電流は、平行平板型の方が大きいことも明らかになった。
無効電力制御による誘導電動機の可変速駆動方式

本研究は誘導電動機の磁束が励磁無効電力と一定の関係にあることに着目し、この無効電力を電動機の電圧、電流、周波数、及び漏れインダクタンスから演算によって求め、これを制御して磁束を一定に保つ電動機制御方式を提案、検討したもので、結果を要約すれば次のようになる。1.まず、供試電動機として1.5kW、200V及び7.5kW200Vの2台を選定して、本研究の制御システムを設計、試作した。この場合、励磁無効電力制御部は比較のため比例、積分又は比例積分器とした。また、無効電力の演算に必要なもれインダクタンスと励磁インダクタンスの値は試験により決定し、その値の前後で調整可能とした。2.試作システムにより供試電動機を駆動、各部の定数を調整し、システムの正常な動作を確認するとともに、主として定常動作時のトルク-すべり周波数特性を実測して通常のV/f一定制御時の特性と比較した。その結果、本システムでは10Hz程度の低周波運転時にも50Hz運転時に匹敵するトルクが得られ、V/f制御に比べて、トルク特性が格段に改善されることがわかった。3.電動機電圧、電流に含まれる高調波が系の動作に及ぼす影響をシミュレーションと実験の両面から調べた結果、高調波が存在すると磁束演算値に定常誤差が生じること、この誤差を除くには電流の自乗演算の前に十分な高調波除去用フィルタが必要になることなどがわかった。4.試作システムの過渡特性の解明と改善のため、負荷急変時と周波数急変時を対象にしたシミュレーションと実験による検討を行ない、励磁無効電力の制御部に比例積分器を用いれば、比較的良好な制御性能が得られることがわかった。5.以上により、ほぼ良好な特性が得られたと伝える。今後の課題として、高調波のより効果的な低減法及びシステムの簡略化が望まれる。
高度成長期における高等教育拡大と政策に関する研究-昭和30年代後半期を中心に-

本研究は、戦後高等教育の量的拡大が顕著に進行した1950年代末から70年前後に焦点を置き、それにかかわる政策の展開とその効果を明らかにすることを目的としたものである。そのために、(1)高等教育拡張政策に関連する資料の収集と整理をおこない、それに基づき(2)同時期の政策の展開過程を実際の量的拡張の推移と対比させながら考察した。その結果、この時期の政策展開には2つの焦点があったことが明らかになった。そのひとつは1950年代末から60年代初頭にかけての「理工系拡充策」であり、もうひとつは60年代半ばから後半にかけての「大学進学者急増対策」-いわゆる第1次ベビ-ブーム世代の進学対策-である。しかし、それらの政策は当時の急激な量的拡大をダイレクトに引き起こしたわけではなかった。理工系拡充政策は、それ以前の高等教育の抑制ム-ドを転換させる効果をある程度もったといえるが、当時の量的拡大はそのほとんどがすでに非理工系分野において生じていたのである。大学進学者急増対策に関しても同様だった。それは、この時期の拡大の大半を担った私立大にとって、ほとんど強制力をおよぼすものではなく、あえていえば急激な拡張を正当化する根拠となり、あるいは私学助成を拡充させるための交換条件となった。むしろ、量的拡大を可能にする政策的環境は、すでに1961年のいわゆる“池正勧告"による設置認可政策の変更によって用意されていた。そして、その“池正勧告"も、文部省にとっては突発的な事件であり、彼らの意図に沿ったものではなかった。要するに、当時の私学の急激な拡充をもたらしたのは、政府の施策というよりは、巨大なベビ-ブーム世代という顧客層の存在であり、さらには、大量の卒業生を驚くべき効率の良さで吸収していた高度成長期の日本経済だったのである。