hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
締固め不要コンクリ-トの一般的配合設計法の開発

即ち,間隙における骨材閉塞の危険度と圧力不足により充填不能となる変形性の限界値を材料特性および配合より予測できるモデルを構築したのである。さらに,間隙通過試験により,そのモデルの妥当性の検証を行った。3.締固め不要コンクリ-トの材料・配合設計システムの構築充填性予測を行うための各材料特性値を評価するための試験方法を開発し,さらに,硬化後の耐久性をも考慮した材料・配合設計システムの構築を行った。このシステムにより,締固め不要であり,且つ要求される耐久性能を持つコンクリ-トを設計することが可能となる。
コーンビームCTを用いた線量誘導放射線治療技術の開発

陽子線治療においては三次元空間上に正しく標的を位置決めすることが必ずしも計画通りの線量投与を保障しない。そのため陽子線治療の患者位置決めにおいては、線量分布を考慮した位置ずれの評価技術・位置合わせ技術の開発が不可欠である。本研究では、陽子線治療におけるコーンビームCT(CBCT)を用いた高度患者位置合わせ技術の開発を目的とし、画質定量評価および機械精度評価によるCBCT基本性能評価、CBCT画像と参照CT画像による三次元位置合わせ精度評価、また位置ずれ量を考慮した線量評価手法の開発等を通して、線量誘導放射線治療技術の開発を行い、その実現可能性を示した。陽子線治療装置に搭載されたCBCT撮影機能を用いた線量誘導放射線治療のための各種検討を行うに先立ち、CBCT基本性能確認を実施した。画質定量評価ファントムを用いて空間分解能、コントラスト分解能等、均質性等の要素性能を評価し、CBCT撮影機能の基本性能を掌握すると共に、以降の検討における達成目標を明確化した。また、各種人体ファントムを用いた総合的な画質評価を通して、臨床利用を想定した最適なCBCT撮影条件の検討を行った。さらに、CBCTを用いた患者位置決めに必要となる6軸駆動型ロボットカウチの動作精度検証を実施した。以上により、陽子線治療装置搭載型CBCT装置の有用性および安全性が確認され、臨床利用の開始に向けて大きく前進した。また、高度CBCT撮影技術開発として、二系統のX線撮像系を用いた二軸撮影によるCBCTの時短撮影(fast scan)の基本検討を行い、実機を用いてその有効性を評価した。その結果、通常のCBCT撮影と比較して約半分の時間でCBCT画像の取得が可能であることが示された。一般にCBCTの欠点とされる撮影時間の大幅な低減が実現し、CBCTの臨床的利用価値を高める成果としての意義は大きいと考えられる。再構成された画像は空間的歪み等も見られず、通常の撮影時と同等の空間分解能が得られた。一方で、同時曝射による散乱線の影響によりCT値の定量性が低下するなどの課題が明らかとなり、今後の更なる改善の方向性が見い出された。陽子線治療装置ガントリーに搭載されたコーンビームCT(CBCT)撮影システムを用いた線量誘導放射線治療技術の実現に向け、通常の画像情報を用いた位置合わせ時の位置決め精度評価を行った。人体ファントム(腰部ファントム)を用い、診療放射線技師と医学物理士による治療計画用CT画像とCBCT画像の三次元マッチング、また規格化相互情報量を用いた自動マッチングによる位置決め精度をそれぞれ評価した。加えて、正側X線画像を用いた二次元画像マッチングによる位置決め精度との比較を実施した。三次元位置合わせは二次元位置合わせと比較して、特に回転ずれの存在下で位置決め精度が向上すること、また位置決めの所要時間のばらつきが操作者の経験に依らず小さいことが明らかとなった。この理由として、三次元位置合わせでは体軸回りの情報が加わるため、他の軸方向の並進・回転ずれの把握および補正が容易になることが考えられる。また、線量誘導放射線治療技術の完成のため、CBCT画像を用いた線量評価および位置ずれの影響評価を実施した。CT値定量性に劣るCBCT画像を線量計算に用いる際の計算精度の低下が結果に与える影響を考慮し、位置ずれが存在しない場合との相対値で標的の線量を評価した。三次元画像を用いた位置決め時の精度を想定した場合、標的の線量が臨床的に許容であることを確認した。また、CBCT画像を用いて現実的な精度での陽子線線量評価が可能であること、位置ずれが線量分布に与える影響の評価が可能であることが示された。最終目標であるCBCTを用いた線量誘導放射線治療の実現に向け、初年度実施予定の基礎検討が概ね計画通りに実施されたため。放射線治療初年度の基礎検討結果を踏まえ、CBCTを用いた線量誘導放射線治療の実現に向けた検討を行う。具体的には、線量誘導位置決めのための要素技術開発として、CT画像を用いた位置ずれに対する陽子線飛程変動の感度評価技術開発、飛程変動を考慮した最適位置合わせ法の検討を行い、線量誘導放射線治療の実現に向けた基礎技術を構築する。これらの開発技術を組み合わせることで線量誘導放射線治療の概念を構築し、その有効性を評価する。初年度予定していた物件費について、当初の想定よりも低価格での購入が可能であったため。購入を予定している物品について、次年度使用額を合算した予算での購入を前提に仕様等の見直しを行い、過不足なく執行する予定である。
日本列島を形成する有文様石の美的検証と彫刻素材への利用研究

1.日本各地の石を俯瞰する石の選定を行い、それらについて写真画像データと顕微鏡分析データを集積し、彫刻素材利用に必要なデータベースの概形を作成した。有文様石の彫刻素材利用の基盤となるデータベースの今後の補完と公開を期す。2.標本作製と有文様石の彫刻制作を通していくつかの加工障害が明確化した。一方、時間と労力をかければ凡そどの石も彫刻素材として利用可能であることが分かった。3.有文様石の複雑な文様は、形体を幻惑する視覚効果を生む。さらに、人智をこえるようなスケールの時間や場所についての要素が刻まれている。地質学の知見を借りるなどしてそれら要素を表現に取り入れることは今後の豊かな可能性としてある。本研究は、これまで彫刻素材に用いられることのほとんどなかった様々な日本の有文様石について、彫刻素材としての可能性を検証するものである。なお、本研究では、「変成岩」など内部に文様をもつ石を総称して「有文様石」と呼ぶ。平成26年度は、多様な変成岩が分布する高知県から調査を始めた。変成度や、もととなる岩石(原岩)の異なる21の変成岩試料を採取し、標本を作製、画像データ収集と顕微鏡分析を行った。他には富山県、岐阜県、新潟県、三重県、愛知県、静岡県、愛媛県、岡山県、熊本県において調査と岩石採取を行い、82の有文様石の標本を作製し、画像データを収集した。日本列島の主要な地質帯の有文様石の調査を通して、当初は不明であった同種岩石の地域による同異や、具体的な分布状況の概要を把握し、研究の見通しをつけることができた。全国200の有文様石について、今後調査、標本作製、及び分析を行う方針を固めた。また、美的検証に有効な標本を再検討し、3面研磨標本を考案した。変成作用によって形成された文様は方向性をもつが、直交する3つの平面を切削研磨することで、文様の三次元的特徴を観察することができる。加えて、それぞれの有文様石について薄片標本を作製し、文様をなす鉱物を顕微鏡下で同定した。各地の調査を経て、日本列島は多様な有文様石によって形成されていることを確認した。地質学においては自明の事実ではあるものの、美術分野での研究はほとんどなく、今後、有文様石を表現素材利用する際の基礎資料を提供できるよう、研究を進めていく。美術作家や先人の有文様石利用の例や、石の捉え方についても調査した。また、有文様石を用いた作品制作を行い、富山県内のギャラリーの企画展覧会において発表した。平成27年度は前年度にひき続き、全国の有文様石の調査・試料採取を行い、標本を作製、画像データ収集と顕微鏡分析を行った。対象地域は茨城県、宮城県、福島県、岩手県、秋田県、山形県、青森県、北海道の東北・北海道地域、そして鳥取県、広島県、兵庫県、岡山県の中国・近畿地域であり、採取した岩石は100余り。関東、中部の一部などを除いて、ここまでの研究期間で全国の主要な有文様石をほぼ網羅的に採集した。加工性の検証において、彫刻用材に多用される石材の中でも硬い部類である花崗岩と比して、電動工具での切削が著しく困難な石がこれまでに散見された。また、結晶質石灰岩(大理石)を中心に、加工熱による変色・白濁などの障害が顕著なものも見られた。今後はこれらやその他の加工障害の原因を検証し、その原因、対処方法を表現素材としてのデータとして集積する。また、画像データの撮影方法を再検討した結果、データの色調の精度を高める目的で、カラーチャートを写し込む方法をとることとした。今後は研磨標本を中心に、必要な画像データを集積・整理していく。研究計画を前倒しする形で、大型の彫刻作品制作を行い、発表を行った。それを受けて有文様石の作品の課題や問題点を考察し、有文様石の表現素材としての可能性を生かす方法を再検討した。「彫刻は三次元と関係し続け、それゆえ生来的にイリュージョン的性格が少ない」(C.グリーンバーグ「新しい彫刻」1949年)という彫刻の特性を勘案し、その特性をより強める作用をもつ有文様石の様相を表現に生かすことを、今後の制作の方針として固めた。平成28年度を中心に彫刻制作を進める。試料採集と標本の作成が、当初予定より遅れている。理由は、当初予定になかった顕微鏡分析を前年度から行うこととしており、標本作製にかかる時間が増えたこと、大型石彫刻の制作の前倒しにより、調査や試料採集が遅れたことによる。顕微鏡分析は、岩石を同定するために不可欠であり、今後も行っていく。彫刻制作は前倒しに進めたものの、それにより問題点や課題が多く出たことにより、彫刻制作に必要な時間が当初予定より多く必要になることとなった。以上の通り、全体としての進捗状況は「(3)やや遅れている。」と評価した。平成28年度は、期間の半分以上を費やして三重県の有文様石「泥質片岩」を用いた彫刻制作(人体半身像)を行った。石の特性により、大理石や花崗岩の切削に通常用いるような道具を使用することが出来ず、そのために多くの時間を要する工程が多数あり、制作完了が当初予定よりも大きく後ろにずれこむこととなった。

いわゆる具象的な彫刻のうち、大理石以外の有文様石を用いた作品は近代以降では作例はほとんど無く、有文様石の加工に困難があることは多くの彫刻関係者の想定するところではあったものの、困難の具体的内容や程度などは不明であった。今回の制作により、有文様石加工において、どのような困難がどの程度あるのかという具体的事例が明らかとなったこと、また、困難はあれどもある程度複雑な形状加工や表面処理が可能であることの実例となったことは、有文様石の彫刻素材利用研究において重要な点である。この彫刻制作には「星取り」といわれる、原型から石に形を写し取る方法をとっており、ヒビの入っている石の脆い部分なども、破損を回避しながら形状加工を進めることができる。この方法は別の作品において泥質片岩よりも脆い「珪化木」にも用いることが出来、有文様石加工に有効な方法と考えている。日本列島には変成岩をはじめとした有文様石が多様に存在しており、上記以外の石についても、引き続き制作・検証を行っていく。変成岩以外にも堆積岩等の有文様石の採取も進めており、それらについても検証を進め、日本列島の多様な石の表現素材としての可能性を明らかにしていく。平成28年度は特に彫刻制作に多くの時間を要し、研究全体の進捗は遅れている。残りの調査・試料採集を行うことが出来なかったので、次年度に持ち越した。当初平成28年度までの計画であったが、1年間期間延長を申請した。平成29年度は、前年度の彫刻制作で蓄積したノウハウを基に、岩手の「蛇紋岩」、富山の「斑糲岩」、岐阜の「飛騨片麻岩」、北海道の「橄欖岩」、高知の「黒雲母片岩」、岡山の「緑泥石片岩」、福井の「チャート」の7種の石で小品彫刻制作を行った。また、前年度から制作したものも含めたこれら作品での展覧会を開催し、研究成果の公開を行った。小品制作はいずれも人間の左耳をモチーフとして、石の産地にゆかりのある人物をモデルとして実寸サイズで制作した。このような制作の理由のうち、技法面では、耳という繊細な形状をどの程度まで彫り出すことができるのか、という実験的側面があった。結果、技法面ではいくつかの加工障害が明らかとなったが、時間と手間をかければ多くの石は複雑な形状加工や表面処理が可能であることが分かった。加工の困難な点の一つとして、チャートの組成の特殊性が挙げられる、海底に堆積した微生物の化石である同岩石は、粒子が非常に緻密に絡み合い、かつ硬質なことから、電着ダイヤモンドの切削工具では消耗が早く、またところどころに空いた空隙に入っている異物が研磨の際に傷をつけるなど、大きな加工障害があった。実際に作品となったものをみると、石の文様が立体的な形状把握を容易ではないものとしており、それがどのような意味をもつのかについては今後の検討事項の一つである。一方、複雑な文様が形体に対応して見え隠れする、あるいは地球の歴史を宿した文様として眼前にある様は有文様石の表現素材としての可能性を顕在化させている一例と言える。展覧会においては多くの美術関係者との意見交換を行い、今後の研究展開について有益な成果を得ることができた。1.日本各地の石を俯瞰する石の選定を行い、それらについて写真画像データと顕微鏡分析データを集積し、彫刻素材利用に必要なデータベースの概形を作成した。有文様石の彫刻素材利用の基盤となるデータベースの今後の補完と公開を期す。2.標本作製と有文様石の彫刻制作を通していくつかの加工障害が明確化した。一方、時間と労力をかければ凡そどの石も彫刻素材として利用可能であることが分かった。3.有文様石の複雑な文様は、形体を幻惑する視覚効果を生む。さらに、人智をこえるようなスケールの時間や場所についての要素が刻まれている。
トゲウオ亜目魚類の繁殖行動における多様性進化の分子生物学

イトヨは古くから行動学実験のモデル生物として注目され、現在でも進化学、遺伝学などの分野で膨大な研究がなされている。このイトヨを含むトゲウオ亜目魚類全体に着目すると、様々な繁殖様式がみられる。なかでも、営巣する種では繁殖期のオスの腎臓からスピギンと名づけられた糊状物質の分泌が確認されており、この物質は巣の形状、材料によって性質が異なる。本研究ではトゲウオ亜目を対象として、営巣という行動形質に直接関わるこの糊状物質を分子生物学的な手法を用いて比較し、得られた知見を過去の行動学を中心とした先行研究とあわせて考察することで、保育行動の進化を究明することを目的とした。本研究において、イトヨにおけるこの糊状物質をコードする遺伝子スピギンが多くのコピーを含むことを明らかにし、ゲノムデータベースから他の魚類において1つずつホモログ配列を同定した。さらに多くのゲノムデータを検索し、シンテニーの情報から、この遺伝子が哺乳類においては粘液状物質の主成分であるムチン遺伝子ファミリーの一つ、Muc19のオーソログであることを明らかにし、スピギン遺伝子の起源と進化過程を解明した。分子進化学的解析を行い、遺伝子がアミノ酸置換を伴う正の自然選択を受けていることも明らかにした。並行して、トゲウオ類にくわえて多くのスズキ類のミトコンドリアゲノム全塩基配列データを用い、これまで大量の分子データの解析に用いられてきたベイズ法に加え、近年開発された新たなモデルに基づく最尤法による解析を行った。その結果トゲウオ類の系統関係についてこれまで提唱されてきた系統分類関係とは異なる新たな知見を得た。本研究においては、営巣を行うイトヨ・トミヨが用いる糊状物質をコードする遺伝子の系統特異的な重複やその適応的進化を明らかにし、営巣行動の進化と遺伝子の系統特異的重複との関連を示唆する結果が得られた。イトヨは古くから行動学の実験生物としてその創始と発展に貢献し、現在でも進化学などの分野で膨大な研究がなされている。このイトヨを含むトゲウオ亜目魚類全体に着目すると、営巣の有無、その形態の多様性など、様々な繁殖様式がみられる。営巣する種のみで腎臓から粘着性物質スピジンの分泌が確認されているが、この物質は巣の形状、材料によって性質が異なる。本研究では、トゲウオ亜目全体を対象として、営巣という行動形質に直接関わるこの粘着性物質を分子生物学的な手法を用いて比較し、得られた知見をさらに過去の行動学を中心とした先行研究結果とあわせて考察することで、保育行動の進化を究明することを目的としている。本年度はまず、国内外の生息地に赴き標本採集を行った。具体的には、トゲウオ亜目魚類の繁殖期である5月末から6月末にデンマークに、6月末に北海道に採集旅行を行い、性成熟した標本を採集した。並行して、分子生物学的実験のために必要な器具や消耗品を購入し、実験を行うのに適した環境を整えた。採集した標本からDNAを抽出し、ミトゲノム全塩基配列に基づく解析により、トゲウオ亜目魚類の系統関係を明らかにした。現在その結果についての論文を執筆中である。イトヨにおいては、抽出したRNAから作製したcDNAを用いて粘着性物質スピジンをコードする遺伝子を同定し遺伝子数、配列情報から得られるドメイン構造など、遺伝子レベルでの性質の違いを調べた。その結果、スピジンをコードする遺伝子が過去の報告よりはるかに多くのコピーが含まれる遺伝子ファミリーを形成していることが明らかになった。データベース検索によりスピジンの類似遺伝子を探索し、トラフグ、ミドリフグ、ゼブラフィッシュでそれぞれひとつずつホモログ配列を同定した。また、既知の遺伝子としてはムチン遺伝子ファミリーと近縁であることを明らかにした。これらの結果を論文としてまとめた(GENE, in press)。

本研究においては、営巣を行うイトヨ・トミヨが用いる糊状物質をコードする遺伝子の系統特異的な重複やその適応的進化を明らかにし、営巣行動の進化と遺伝子の系統特異的重複との関連を示唆する結果が得られた。
炭酸固定制御のシグナル伝達機構

レポーター遺伝子(アリルスルファターゼ遺伝子)の構造遺伝子とベータ2-チューブリン最少プロモーターに炭酸脱水酵素遺伝子CAH1の5'上流域を連結して緑藻クラミドモナスに形質転換を行ったところ、CO_2濃度変化に応答したレポーター遺伝子の発現が認められた。この遺伝子上流域には、高CO_2条件で機能するサイレンサーと低CO_2条件で機能するエンハンサーという2種類の調節領域を見いだした。クラミドモナスから、高CO_2要求株(培養中のCO_2濃度が空気レベルの0.04%に低下すると生育速度が低下する株)を遺伝子タギング法により7株単離した。得られた変異株では、無機炭素濃縮機構(CCM)を担うタンパク質をコードする遺伝子や、CO_2濃度の低下を細胞が感知してからCCMの発現誘導が引き起こされるまでの、シグナル伝達系路に関与する遺伝子が変異していると考えられた。そこで、クラミドモナスからインデックスPACゲノムライブラリーを構築し、これを形質転換して変異を相補するクローンを単離した。無機炭素輸送能が低下したC1株については、20kbの挿入断片をもつPACクローンが変異を相補したので、このゲノム領域に輸送関連遺伝子が存在する可能性が高い。また、CCM関連遺伝子が誘導されないC16株に形質転換を行い、変異を相補するゲノムDNA断片を、NIT1をプローブとして単離し、その原因遺伝子の塩基配列を決定した。この遺伝子は、これまでには報告のない新規な遺伝子であった。レポーター遺伝子(アリルスルファターゼ遺伝子)の構造遺伝子に炭酸脱水酵素遺伝子CAHlの5'上流域を連結して緑藻クラミドモナスに形質転換を行ったところ、CO_2濃度変化に応答したレポーター遺伝子の発現が認められた。この遺伝子発現制御には遺伝子の転写開始点から651塩基までの上流域があれば十分であることが判明した。クラミドモナスから、高CO_2要求株(培養中のCO_2濃度が空気レベルの0.04%に低下すると生育速度が低下する株)を遺伝子タギング法により単離した。得られた変異株では、無機炭素濃縮機構を担うタンパク質をコートする遺伝子や、CO_2濃度の低下を細胞が感知してから無機炭素濃縮機構の発現誘導が引き起こされるまでの、シグナル伝達系路に関与する遺伝子が変異していると考えられた。得られた6株の変異株の中には、光合成の無機炭素に対する親和性が低下した株(K_<1/2(Ci)>値が低CO_2条件でも高CO_2条件と変化ない株)や、CAHl遺伝子に変異はないのに、その発現が低CO_2条件で全く誘導されない株(C16株)も得られた。C16株では、野生株内在性のNIT1のシグナルとは別に、新たに挿入されたNIT1由来のシグナルが検出された。NIT1をプローブとして得られた原因遺伝子の部分塩基配列を決定した。この配列をデータベースに対して相同性検索を行ったが、有意な相同性を示す既知配列はなかったので、これまでには報告のない新規な遺伝子をコードしている可能性が示唆された。レポーター遺伝子(アリルスルファターゼ遺伝子)の構造遺伝子とベータ2-チューブリン最少プロモーターに炭酸脱水酵素遺伝子CAH1の5'上流域を連結して緑藻クラミドモナスに形質転換を行ったところ、CO@@S22@@E2濃度変化に応答したレポーター遺伝子の発現が認められた。この遺伝子上流域には、高CO@@S22@@E2条件で機能するサイレンサーと低CO@@S22@@E2条件で機能するエンハンサーという2種類の調節領域を見いだした。クラミドモナスから、高CO@@S22@@E2要求株(培養中のCO@@S22@@E2濃度が空気レベルの0.04%に低下すると生育速度が低下する株)を遺伝子タギング法により7株単離した。

得られた変異株では、無機炭素濃縮機構(CCM)を担うタンパク質をコードする遺伝子や、CO@@S22@@E2濃度の低下を細胞が感知してからCCMの発現誘導が引き起こされるまての、シグナル伝達系路に関与する遺伝子が変異していると考えられた。そこで、クラミドモナスからインデックスPACゲノムライブラリーを構築し、これを形質転換して変異を相補するクローンを単離した。無機炭素輸送能が低下したC1株については、20kbの挿入断片をもつPACクローンが変異を相補したので、このゲノム領域に輸送関連遺伝子が存在する可能性が高い。また、CCM関連遺伝子が誘導されないC16株に形質転換を行い、変異を相補するゲノムDNA断片を、NIT1をプローブとして単離し、その原因遺伝子の塩基配列を決定した。この遺伝子は、これまでには報告のない新規な遺伝子であった。
不斉アルキル分岐を有する脂肪酸の一般的不斉識別法の開発と評価

昆虫フェロモン,海洋天然物,哺乳類の乳中などに見い出されるアルキル側鎖の分岐による不斉の絶対配置の決定は非常に困難であり,高感度な一般的分析法はなかった。本研究では,HPLCにより高感度でアルキル側鎖中の分岐不斉を識別するための新しい試薬として2ACyclo-OHを設計・合成し,本法の展望と限界を明かとすると共に,絶対配置が不明な天然化合物の絶対配置決定への応用展開を行った。226位に分岐メチル基を持つアンテイソ酸(ω-3位に分岐不斉を有する脂肪酸)の光学活性標品を合成し,試薬とのエステル誘導体化を行った後,逆相HPLCによる不斉識別能の評価を行った。その結果,217位に分岐を有するアンテイソ酸は,ODSカラムを用い低温で分離を行うことによりそれぞれのジアステレオマー体を分離度0.7以上で分離することができた。一方,アルキル鎖長の長い脂肪酸の不斉識別にはC-30カラムを用いることにより,ODSカラムでは十分な分離が得られなかった15-18位分岐不斉を良好に識別することができた。また,それより遠隔位の脂肪酸も識別可能で,25及び26位に分岐を有する脂肪酸でもカラムを連結することにより不斉識別が実現できた。本分析法の天然物への展開として、渦鞭毛藻の産生するセラミド中の新規分岐脂肪酸の15位の分岐不斉をRと決定した。また新規グリセロ糖脂質S365Aに含まれる絶対配置未決定の12-メチルテトラデカン酸及び14-メチルヘキサデカン酸の絶対配置を,いずれもSと決定した。さらに,新たな実用性評価への展開として、アルキル鎖中に不斉シクロプロパン環を有する免疫抑制活性を有する海洋性スフィンゴ糖脂質Plakoside Aのシクロプロパン環の絶対構造を決定することができた。分岐脂肪酸の蛍光性不斉識別試薬としてシクロヘキサン骨格を有する(1R,2R)-及び(1S,2S)-2-(2,3-Anthracenedicarboximido)cyclohexanol(2ACyclo-OH)を開発した。この試薬を用い、アキラルな逆相のODSカラムを用い-50°Cから室温で分離を行うことにより、2位から12位に分岐を有するアンテイソ脂肪酸を全て2本のピークへと分離することができた。2位から6位に分岐を有する脂肪酸においては室温-10°C近辺に分離の至適温度が認められたが、これより遠隔位に分岐を有する場合は温度が低い程良好な分離が得られた。これらのピークは蛍光検出することによりfmolレベルの検出が可能で、天然物などの極微量の試料中の分岐脂肪酸の絶対配置決定法として非常に有効な方法となることが期待できた。2位から11位までに不斉分岐を有する分岐脂肪酸については、(1S,2S)型試薬を用いた場合、奇数位に分岐がある脂肪酸ではR体が先に溶出し、逆に偶数位に分岐を有する場合はS体が先に溶出するといった規則性が見い出された。渦鞭毛藻より単離構造決定された新規分岐脂肪酸を有するセラミドの分岐脂肪酸部のC15'位の不斉を、この脂肪酸を化学変換により12-メチルペンタデカン酸に導き、本法を適用することによりその未決定であった絶対配置をRと決定することができた。この誘導体化法は1H-NMR法への適用も可能で、12位までの分岐メチル基のケミカルシフト差(△δ=R体-S体)よりその不斉を識別することが可能であった。また、その符号にはHPLCと同様の規則性が見い出され、その符号から絶対配置の予測が可能であった。

前年度(R,R)-及び(S,S)-2-(2,3-アントラセンジカルボキシイミド)シクロヘキサノールを用いた2位から12位に分岐を有するアンテイソ脂肪酸の不斉識別について報告したが、本年度は更に遠隔位に分岐不斉を有するアンテイソ脂肪酸について検討を行った。13位18位に分岐不斉を有する光学活性アンテイソ脂肪酸標品を合成し、(R,R)-及び(S,S)-試薬により誘導体化した後、アキラルな逆相カラムを用いたHPLC分析を行った。その結果、ODSカラムでは十分な分離が得られなかったが、C-30カラムを用い、移動相へTHFを添加し、-50-40°Cの超低温条件下、低流速で溶出することによりいずれの脂肪酸も分離度1.25以上で分離することができた。また溶出順序には、前年度報告した2位11位に分岐を有する脂肪酸と逆の規則性が12位以降で認められた。本分析法の天然物への展開として、広島大学の吉本らにより単離構想決定された新規グリセロ糖脂質S365Aに含まれる絶対配置未決定の12-メチルテトラデカン酸及び14-メチルヘキサデカン酸の絶対配置の決定に応用した。アルカリ加水分解により遊離脂肪酸とした後、(S,S)及び(R,R)-試薬により誘導体化した。30°CでC30カラムを用いた逆相HPLCにより目的フラクションを分画した後、不斉識別のための低温条件下での逆相HPLCを行った。標品との比較から各分岐脂肪酸の12位及び14位の絶対配置をいずれも(S)と決定する事ができた。前年度までに(R,R)-及び(S,S)-2-(2,3-アントラセンジカルボキシイミド)シクロヘキサノールを用いた低温条件下の逆相HPLC法により2位から18位に分岐を有するアンテイソ脂肪酸の不斉識別について報告したが、本年度は更に遠隔位に分岐不斉を有するアンテイソ脂肪酸について検討を行った。19位26位に分岐不斉を有する光学活性アンテイソ脂肪酸標品を合成し、(R,R)-及び(S,S)-試薬により誘導体化した後、アキラルな逆相カラムを用いたHPLC分析を行った。その結果、24位に分岐不斉を有するアンテイソ酸をC-30カラム一本でRs0.7以上の分離を得ることができた。更に、25位及び26位に分岐を有する脂肪酸についても2本或いは3本のカラムの連結により不十分ながらピークの分離を確認することができた。また溶出順序には、前年度報告した12位以降で[認められたに規則性が成立していることを確認した。本法の新たな実用性評価への展開として、アルキル鎖中に不斉シクロプロパン環を有する免疫抑制活性を有する海洋性スフィンゴ頭脂質Plakoside Aのシクロプロパン環の絶対構造解析への応用を行った。Plakoside Aからシクロプロパン環構造を持った誘導可能な脂肪酸cis-6,7-methleneheptadecanoic acidおよびcis-9,10-methyleneicosanoic acidの合成光学活性標品を誘導体化し、不斉分離を検討した結果、何れのエナンチオマー体をも分離する事ができた。更に天然物由来の脂肪酸を同様に誘導化し標品の保持時間と比較する事により、その絶対配置を決定することができた。
教師の組織的ストレスマネジメント行動モデルによるインターネットプログラムの応用

本研究の目的は,日本の学校に勤務する教師のストレスマネジメント行動を予測するための,行動モデルの作成にある。そのため,現在,行動変容モデルとして汎用化されているHealth Action Process Approach Model (HAPA)を理論的な背景とし,HAPAを構成する6つの測定指標の作成を行った。さらに,共分散構造分析により,モデル全体の適合性の検証および各測定指標間の関係性の分析を実施した。その結果,各測定指標は信頼性および妥当性,さらに教師版HAPAストレスマネジメント・モデルの適合性は許容範囲内であり,教師のストレスマネジメント行動を促進させるための各要因が示された。2013年度は,先行研究においてサンプリングを行ったデータをもとに,各種学会にて,研究発表を行うことにより,他の研究者から数多くのアドヴァイスをいただいた。特に,アセスメント指標として,教師を対象とした「集団効力感」,「学校適応感」,「教員の学校職務遂行状況」,「教師の完全主義」について測定を行うためのアセスメント指標の作成に成功した。まだ,サンプル数が少ない中での指標の作成ではあるが,予備調査段階としては,十分な仮のアセスメント指標となっていると考えている。本年度に実施する本調査研究においては,より多くのサンプルを対象に信頼性および妥当性の検証を行い,より精巧なアセスメント指標の作成を行う。また,その指標をもとにした,ストレスマネジメント・モデルの作成を試みたいと考えている。2014年度は,2013年度にインターネットを用いてサンプリング調査を行ったデータの分析を中心に行った。また,分析結果の成果を所属している心理学・行動科学・メンタルへルス系の各種学会にて研究発表(一般研究発表5回,シンポジウム1回,講演2回)を行った。研究発表を通して,様々な分野で活躍されている他大学の先生方から研究手法や分析結果の解釈についてのアドヴァイスをいただいた。また,教師のメンタルへルスの悪化を起因とする児童生徒のストレス問題や学校の疲弊した組織・制度上の問題点から起こる教師のストレス問題について,「教育現場におけるいじめと体罰の背景要因を考える」というタイトルにて研究論文を執筆した。さらに,本年度は,昨年度までに行った,教師のメンタルへルスに特化したアセスメント指標に加えて,「教師のレジリエンス」を測定する指標の作成を行った。また,本研究課題において作成を行っている各種の測定指標を用いて,教師版の心理モデルの作成を行った。これらの基礎的研究をもとにして,次年度(平成27年度)には,研究論文としての青化の講評につなげていきたいと考えている。本研究では,現在,多理論統合モデルとして活用されている,「健康行動過程への接近モデル(Health Action Process Approach Model;以後,HAPAと略)」を援用し,行動科学における理論的な要素を包括的に適用した「教師集団の組織的ストレスマネジメント行動モデル」の検討を行い,今後,教員研修プログラムに必要な要素を検討することを意図している。2015年度末までの3年間の研究において,アセスメントに必要な各種の測定指標が完成し,関連学会にて,複数回の研究発表を行った。また,現在は,各種のアセスメント指標を利用して,HAPAによる教師集団の組織的ストレスマネジメントモデルの仮説的モデルの適合性の検証を行っている。このモデルが完成したところで,学会誌に論文投稿を行い,受理が完了したところで,各種アセスメント指標およびモデルをインターネットにより一般的に公開し,広く学校現場のラインケアー用の資料として活用していただくようにすることになっている。2013年,2014年,2015年に,関連学会にて複数回の学会発表を行い,多くの研究者の先生方より研究上のご指摘をいただいた。特に,モデルを作成する前に,アセスメント指標の項目数の削減(被験者の負担の軽減)を行いつつ,多面的・多次元的な測定を可能とする信頼性および妥当性の高い指標のを作成することが必要であるとのご指摘をいただいた。そのため,バランスの良い測定指標の開発に時間を要したというのがひとつの理由である。また,昨年度と同様に,本研究を進める上での論理の構築上,「教職従事者は,他の職業従事者よりもメンタルヘルスが悪化しており,さらに,ストレスのレベルが高い」ということを数量化して実証する必要が出てきた。また,精神疾患の罹患率なども,他教職従事者と他の職業従事者との比較検討を行った先行研究を探す必要も出てきたが,これが見つからない状況であるため,研究の遂行が遅れてしまった経緯がある。しかし,遅延した分の研究を進めるためには,本問題点に固執しすぎずに,次のステージへと進めることが必要なため,論理の構築方法を変更して,進めることにしている。2014年度は,本務校における役職が増えてしまったため,当初の計画には無かった職務に従事しなければならず,本研究課題に費やすことのできる時間が減ってしまったことが一番の原因である。

また,2014年度内における比較的大きな規模での本調査を行うことができなかったため,新しいデータサンプリングが出来ていないのが遅れている原因である。現在,遅延している1)モデルの検証,2)インターネットによる情報発信については,2016年度内に完成できる見込みが出来ているため,今後は,作成したアセスメント指標の標準化に関する研究論文の作成および投稿,各種アセスメント指標を活用したモデルに関する研究論文の作成および投稿を進める。以上の2点が一定の見込みを得た段階にて,アセスメント指標およびストレスモデルをインターネット上で開示して,ユーザーが自由にアクセスしてダウンロードし,一般的に使用が可能なようにする。学校メンタルヘルス・行動変容モデル・健康心理学・ヘルスプロモーション2015年度においては,1)中規模での調査を2回実施,2)分析結果の確定,3)研究発表による分析結果の解釈の深化,4)研究論文の執筆とを進めることにより,次年度に新規に開始することを考えている科研申請へとつなげられるように,成果報告を中心に進める。2013年度内に学会発表(日本ストレスマネジメント学会,日本ストレス学会)にて,数多くの研究者よりいただいた情報にもとづき,本調査前に,アセスメント指標の改訂および基礎情報の入手(例えば,教職従事者は,多くの研究論文で言及されているように,本当に他の職業に従事している者よりもストレス度が高い,メンタルへルスが悪いのか等)を行う必要が出てきたからである。確かに,精神疾患の罹患率などからは,教職従事者の方が,一般的な職務従事者よりも高いという報告が多く為されているが,実際に同じ測定指標(ストレッサー尺度,ストレス反応尺度,QOL尺度等)を活用した,比較検討を行った先行研究は皆無である。そのため,教職従事者と公務員や一般企業に勤務する者との比較検討を行うことは,今後,本研究および他の研究者にとっても,根源的な重要な情報となる可能性が高いため,本年の本調査においては,上記のように,教職従事者と一般職従事者とのアセスメントを同時に行える測定指標の開発を行う必要あり,この課題をクリアーしてから先の研究を進めたいと考えているため。開発したアセスメント指標およびモデルは,研究論文として学会誌にアクセプトされてからでないと,一般公開することができない。学会誌においてアカデミックなお墨付きをいただいた後,一般公開するためである。また,そのために必要なインターネット調査費用,一般公開用のホームページ作成費用が未使用となっている。2014年度の研究の遅滞による研究費の未消化分が残っている。こちらの研究費は,本来,2014年度内においてインターネットによるサンプリングを行う予定であったが,調査内容を慎重に考えていたことにより,実施が滞ってしまったものである。すでにこれまでの分析結果を一通り,2014年度に開催された各種学会において発表を行ったことから,これらのの分析結果をもとにしたインターネットサンプリングを2回実施することにより,この研究の遅れを取り戻す予定でいる。
人体からの放射赤外線による意思伝達機器の研究

焦電型赤外線素子に5μmロングパスフィルタ型人体赤外線検出器を構成し、人体からの放射赤外線を測定した。個体の特性、被検者の個体間の差異を検討した。単語を考えてその単語を発声したときの音声信号と赤外線信号の対応を検討した。赤外線信号を高速フーリエ変換し、周波数スペクトルを求めた。眠気の判断が可能か検討した。検出器の出力は、人体温度を反映した赤外線量と人体の挙動に関する総合の情報を提供する。従って、両者を総合して、人体波と名付けた。これまでの実験と解析を通して、人体波には変化の激しい成分と比較的安定した成分があることがわかった。比較的安定した成分は人体の温度変化に関する情報を、変化の激しい成分は挙動に関する情報を表現しているようである。これを高速フーリエ変換し、周波数スペクトルで表すと、低周波成分と高周波成分と見ることができる。被検者が眠い状態の場合は、高周波成分が減少することがわかった。実験を繰り返したが、今のところ特定の意思に対する検出値のばらつきが多く、意思と検出値との明確な対応は得られていないが、赤外線検出器を使用して人体の挙動を含めた情報を得て、生体の状態を把握するノウハウを得た。まず、感度、感度波長範囲、窓材、レンズ形状の異なる12種類の焦電型赤外線素子を吟味した。温度補償型素子5μmロングパスフィルタを採用し、人体赤外線検出器を構成した。素子からの出力はデジタルレコーダを通して、放射温度計の出力は変換器を通して、コンピュータで処理をすることができるようにした。音声も同時に処理できるようにした。異なる窓材を組み合わせることで測定波長の帯域を変化させ、人体からの放射赤外線の変化を測定した。個体の基本特性、時系列変動、3名の被検者間の差異等を明らかにするために実験を繰り返し,放射赤外線による意思伝達機器の実現のための基礎データを蓄積した。常温付近の物体を観測する場合、黒体放射の感度特性が重要な意味を持つが、一方で大気の透過特性散乱の程度、太陽光放射といった環境の影響を強く受けるので、その点について検討した。赤外線が衣服の色で影響を受けるかどうかを確認する実験を行った。その結果、衣服の色による明らかな違いは無かったが、周囲の光源による衣服からの反射光が素子に強く入射する場合には影響があるようである。この影響は除去する必要がある。いくつかの単語について、音声と赤外線の変化を対応させて実験を繰り返したが、今のところ検出値のばらつきが多く、明確な対応は得られていない。人体赤外線(意思)で手指ロボットを動かすシステムを構成したが、研究は始まったばかりで顕著な成果はない。1年目に構成した検出器を改良した。焦電型赤外線素子に5μmロングパスフィルタおよびフレネルレンズを付け高感度な人体赤外線検出器を構成することができた。分光感度の異なる窓材を組み合わせることで測定波長の帯域を変化させ、その特性を検討したが、顕著な差異はまだ得られていない。この点はさらに検討する必要がある。被験者3名の特性(個体の基本特性、時系列変動、個体間の差異)を測定した。出力はコンピュータで処理して、基礎データを蓄積した。新しい知見を得る目的で、得られた波形の統計特性および周波数分析を行った。統計特性はいくつかの言葉に対して顔面の温度と人体波の平均値、標準偏差、モードとの関係を散布図とヒストグラム(分布状態)にまとめた。また、高速フーリエ変換を用いて人体波の周波数スペクトルを求めた。統計的分析は大局的な対応を表現しており、周波数特性には特定の周波数に特徴が見られた。解析結果はばらつきが多く、明確な対応はまだ得られていない。いくつかの解析結果を組み合わせて対応を考える必要がある。さらに多くのデータを得て、検討を加える必要がある。検出器の出力は人体温度を反映した赤外線および人体の挙動に関する総合の情報を提供する。これまでの実験と解析を通して、人体波には変化の激しい成分と比較的安定した成分の2つの成分があることがわかった。比較的安定した成分は人体の温度変化に関する情報を表現し、変化の激しい成分は挙動に関する情報を表現しており、この2成分を解析することによって新しい知見が得られると思われる。

実験を繰り返したが、今のところ特定の意思に対する検出値のばらつきが多く、意思と検出値との明確な対応は得られていないが、赤外線検出器を使用して人体の挙動を含めた情報を得て、生体の状態を把握するノウハウを得た。
子どもの動作の「スキル」獲得過程の縦断的および横断的検討

本研究の目的は、子どもの跳躍動作におけるスキル獲得過程の縦断的および横断的検討であった。バイオメカニクス的手法により算出されたスキルの評価指標を用い、同一被験者において4歳から7歳までの4年間のデータを追跡した。平行して、横断的検討も行った。立ち幅跳び動作を対象として、二次元DLT法を用いて、下肢関節の屈曲・進展の順序に基づく“運動伝導"により「スキル」を評価した。「スキル」は4歳から5歳の間に大きく獲得され、7歳で大きく大人に近づいた。これらはスキャモンの発達曲線の神経系のパターンに合致しており、この時期の教育・訓練の重要性が示唆された。本研究は、動きの「質」に焦点を絞り、バイオメカニクス的・生理学的な指標を用いて、幼児期から児童期までの子どもにおける走・跳・投動作の「スキル」獲得過程に関して、同一の被験児に対して縦断的に検討すること、および平行して任意時点における同年代の子どもを対象に横断的に検討することを目的とした。研究の主な内容は、1)映像解析による関節運動(屈曲・伸展)の順序性からみた走・跳・投動作の「スキル」の測定・解析、および、同一被験児について幼児期から小学校期にわたり追跡して検討する「スキル」獲得過程の縦断的検討、2)現時点における同年代(幼稚園年少から小学校6年生まで)の子どもの「スキル」獲得過程の横断的検討であった。1)「スキル」獲得過程の縦断的検討「スキル」の評価対象としては、これまでと同様に跳躍動作を用いた。跳躍動作は立ち幅跳びとした。立ち幅跳びに関しては記録も行い、全国平均値との比較検討も行った。跳躍動作を対象に、二次元動作DLT法を用いて解析を行い、合成重心を算出して跳躍のパフォーマンスを評価した。また、下肢の各関節(股関節、膝関節、足関節)における角度・角速度・角加速度等のKinematicsデータを算出した。卒園児を対象に同様の測定を行った。得られた映像データに対し、上記の手法を用いて解析を行った。2)「スキル」獲得過程の横断的検討幼稚園児・小学校児童を対象に同様の測定を行い、横断的に検討した。被験児は、年少・年中・年長幼児、および小学校16年生児童であった。測定は、応募者の所属機関と継続して研究を行っている長野県の幼稚園・小学校で実施した。本研究は、動きの「質」に焦点を絞り、バイオメカニクス的・生理学的な指標を用いて、幼児期から児童期までの子どもにおける走・跳・投動作の「スキル」獲得過程に関して、同一の被験児に対して計9年間縦断的に検討すること、および平行して任意時点における同年代の子どもを対象に横断的に検討することを目的とした。研究の主な内容は、1)映像解析による関節運動(屈曲・伸展)の順序性からみた走・跳・投動作の「スキル」の測定・解析、および、同一被験児について幼児期から小学校期の9年間にわたり追跡して検討する「スキル」獲得過程の縦断的検討、2)現時点における同年代(幼稚園年少から小学校6年生まで)の子どもの「スキル」獲得過程の横断的検討であった。跳躍動作は、垂直跳びと立ち幅跳びの二種類を行わせた。二種類の跳躍動作を対象に、二次元動作DLT法を用いて解析を行い、合成重心を算出し、跳躍のパフォーマンスを評価した。本研究は、動きの「質」に焦点を絞り、バイオメカニクス的・生理学的な指標を用いて、幼児期から児童期までの子どもにおける走・跳・投動作の「スキル」獲得過程に関して、縦断的および横断的に検討することを目的とした。研究の主な内容は、1)映像解析による関節運動(屈曲・伸展)の順序性、すなわち運動伝導の観点からみた「スキル」の評価指標の確立、および、同一被験児について幼児期から小学校期にわたり追跡して検討する「スキル」獲得過程の縦断的検討、2)現時点における同年代(幼稚園年少から小学校6年生まで)の子どもの「スキル」獲得過程の横断的検討と新しい評価指標の提案であった。1)「スキル」獲得過程の縦断的検討「スキル」の評価対象としては、立ち幅跳びとした。

二次元動作DLT法を用いて解析を行い、合成重心を算出し、跳躍のパフォーマンスを評価した。映像分析においては下肢の各関節(股関節、膝関節、足関節)における角度・角速度・角加速度等のKinematicsデータを算出し、"運動伝導"の観点から分析を行った。4歳から7歳までの4年間にわたり同一児童を対象に、一年毎に測定・記録し、その変化を縦断的に分析した。その結果、4歳時、5歳時および6歳児では下肢関節動作の順次性は見られなかったが、7歳時になると成人と同様の〔股関節・膝関節→足関節〕という下肢関節動作の順次性が見られたことから、下肢関節動作の順次性は6歳以降に獲得されると考えられた。2)「スキル」獲得過程の横断的検討同様の測定を行い、横断的に検討した。測定は、長野県の幼稚園・小学校で実施した。その結果、縦断的研究とほぼ同様に、幼児期から小学校低学年期にかけて動きが獲得されていくことが明らかとなった。本研究ではさらにkineticsからみたトルクの伝導や、筋電図からみた筋の共収縮を観点として、「巧みさ」の獲得過程について検討する。総合領域本研究では、映像解析による関節運動(屈曲・伸展)の順序性、および下肢の筋電図放電パターンを走・跳・投動作の「スキル」の評価指標としている。子どもの筋電図測定は難しいため、動作への影響の少なさ・電極装着の簡便さを重視し、ワイヤレス電極式筋電図計測システムFree EMG-8 8ch(ベルテックジャパン社製)を購入した。しかしながらその納品が遅れたこと、および初期不良等もあり筋電図計測の進捗状況がやや遅れている。「スキル」獲得過程の縦断的検討に関して、現在、小学校2年生までのデータは揃っており、分析を進めている最中である。一方、その後の縦断的データの採取については、被験児の都合や幼稚園・小学校とのスケジュール調整がこれまでより困難となっており、被験児数の確保が難しくなっている。そのため高学年になってからのデータが不足している。「スキル」獲得過程の横断的検討に関して、応募者の所属機関と継続して研究を行っている長野県の幼稚園・小学校で体力測定を行い、50m走、立ち幅跳び、ソフトボール投げ時の映像撮影を行った。跳躍動作の映像解析については分析がほぼ終了しており、現在結果をまとめている。本研究では、映像解析による関節運動(屈曲・伸展)の順序性、および下肢の筋電図放電パターンを走・跳・投動作の「スキル」の評価指標としている。子どもの筋電図測定は難しいため、動作への影響の少なさ、電極装着の簡便さを重視し、ワイヤレス電極式筋電図計測システムFree EMG-8 8ch(ベルテックジャパン社製)を購入したが、その納品が遅れたため筋電図計測の進捗状況がやや遅れている。一方、その後の縦断的データの採取については、被験児の都合や幼稚園・小学校とのスケジュール調整がこれまでより困難となっており、被験児数の確保が難しくなってきている。映像データは採取したものの、二次元動作DLT法による映像解析には莫大な時間と労力が必要となる。
鉄道沿線の強風リスクと列車の横風対策における評価手法の開発と実測による検証

本研究では、まず鉄道沿線の建物と植物の影響を予測できる一般化キャノピーモデルを開発すると共に、風洞実験と現地観測により、その精度を明らかにした。次に、数値竜巻発生装置を開発し、竜巻に伴う強風特性を明らかにすると共に、竜巻の中心付近に瞬間風速が大きくなっていることを明らかにした。最後に、数値流体解析および現地観測データを利用した鉄道沿線における強風予測手法を提案し、複数地点における最大風速の記録と比較することにより、予測手法の精度を検証すると共に、徐行運転と防風フェンス等の横風対策の効果を定量的に評価した。平成23年度は、まず鉄道沿線の建物と植物の影響を予測できる一般化キャノピーモデルを開発すると共に、走行中の列車に作用する空気力の発生メカニズムを解明し、鉄道沿線の強風リスク評価手法を確立した。鉄道沿線の風は、周辺地形だけではなく、近隣建物や植生などの影響を受けるため、鉄道沿線の建物・植生の影響を統一的に評価できるモデルが必要となる。本研究ではまず、植生や建物による抗力を統一して表現可能な流体力モデルの定式化を行うと共に、従来解析困難であった高占有率の流れ場にも適用可能な乱流モデルを提案し、任意占有率を有するキャノピー内外の流れ場を解析できる一般化キャノピーモデルを構築した。次に、構築した一般化キャノピーモデルを鉄道沿線強風予測に適用できるように、国土交通省提供の土地利用データおよび建物に関する電子地図データからキャノピーモデルのパラメータを求める手法を開発し、最後に占有率の低い植物から占有率の高い市街地における風速場を予測し、風洞実験及び実測の結果と比較することにより、その予測精度を検証した。列車の転覆限界風速を正確に評価するためには、列車に作用する空気力を高精度に評価する必要があるが、従来の転覆限界風速の評価に必要な列車の空気力係数は一様流または乱流中の風洞実験により求めてきた。しかし、列車の走行速度が低い場合には、列車との相対風速は乱流に近いが、列車の速度が増すにつれて、相対風速は一様流に近くなる。実際、列車に作用する空気力を正確に評価するためには、乱流と一様流中に得られた空気力を組み合わせる必要がある。本研究では、停止及び走行する列車を対象に、数値流体解析及び風洞実験を実施し、乱流と一様流中における静止列車に作用する空気力の評価と共に、空気力の組み合わせの妥当性を走行する列車から求められた空気力により検証した。本年度は、これまでに開発されてきた鉄道沿線の強風リスク及び横風対策評価手法を1つのシステムにまとめ、実際の鉄道沿線における強風予測を行い、複数地点での風速記録と比較することにより、その予測手法の精度を検証すると共に、これまでに提案された各種横風対策の効果を定量的に評価した。また、本研究で提案した一般化キャノピーモデルに基づく鉄道沿線の強風発生頻度の評価手法、モデル化した空気力による列車の転覆限界風速の評価手法、鉄道沿線における強風リスク及び防風柵などの横風対策の評価手法、風洞実験と数値流体解析による列車に作用する空気力の評価手法をまとめ、鉄道横風対策ガイドラインを作成した。本年度は竜巻の数値流体解析を実施し、竜巻の移動に伴う3次元流れ場の特性を明らかにした。まず竜巻の室内実験を模擬する数値竜巻発生装置を開発し、竜巻を支配するパラメータを変化させることにより、竜巻に伴う強風特性とその発生メカニズムを明らかにし、数値流体解析により得られた風速と圧力場と、既往の室内実験と現場観測と比較することにより、その精度を明らかにすることができた。竜巻などの突風は非定常性が強く、突風時に列車に作用する空気力は通常の強風と異なる性質を示す可能性がある。本研究では数値竜巻発生装置を用いて、大きさと強さの異なる竜巻を発生させると共に、竜巻を移動させることにより構造物に作用する非定常空気力を求め、竜巻などの突風時の空気力の発生メカニズムを明らかにすることができた。平成23年10月、列車の横風対策に関する実験の実施中に、列車模型に不具合が生じたため模型の改修と計測方法を変更する必要が生じ、補助事業の年度内の完了が困難となったが、補助金の繰越が承認され、当初の予定を遂行することができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究実施計画の予定通り、遂行できた。これまでに開発されてきた鉄道沿線の強風リスク及び横風対策評価手法を1つのシステムにまとめ、実際の鉄道沿線における強風予測を行い、複数地点での風速記録と比較することにより、その予測手法の精度を検証すると共に、これまでに提案された各種横風対策の効果を定量的に評価する。また、本研究で提案した一般化キャノピーモデルに基づく鉄道沿線の強風発生頻度の評価手法、モデル化した空気力による列車の転覆限界風速の評価手法、鉄道沿線における強風リスク及び防風柵などの横風対策の評価手法、風洞実験と数値流体解析による列車に作用する空気力の評価手法をまとめ、鉄道横風対策ガイドラインを作成する。

これまでに開発されてきた鉄道沿線の強風リスク及び横風対策評価手法を1つのシステムにまとめ、実際の鉄道沿線における強風予測を行い、複数地点での風速記録と比較することにより、その予測手法の精度を検証すると共に、これまでに提案された各種横風対策の効果を定量的に評価する。また、本研究で提案した一般化キャノピーモデルに基づく鉄道沿線の強風発生頻度の評価手法、モデル化した空気力による列車の転覆限界風速の評価手法、鉄道沿線における強風リスク及び防風柵などの横風対策の評価手法、風洞実験と数値流体解析による列車に作用する空気力の評価手法をまとめ、鉄道横風対策ガイドラインを作成する。