hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食塩感受性高血圧における腎障害とn-3系多価不飽和脂肪酸摂取の機能解析

したがって研究計画を変更し、補助事業期間を延長し、継続して研究中である。なお、関連研究の成果の一部を学会で報告した。所属機関の異動により研究環境整備に時間を要したこと、および他の業務量とのアンバランスにより遅延している。慢性腎臓病(CKD)の新規予防・治療法の開発を目指し、抗炎症、抗酸化ストレス作用を有するω-3多価不飽和脂肪酸(PUFA)摂取によるCKDに対する作用を調べることを目的として研究を進めた。そこで本研究では、疾患予防として取り入れやすいものとしては食品が適すると考え、ω-3PUFAであるα-リノレン酸を豊富に含有する植物油(グリーンナッツオイル、GO)をモデルマウスに投与した。肥満・糖尿病はCKDの原因の一つであることから、1)高脂肪食摂取による疾患進行モデルマウスおよび2)レプチン欠損ob/obマウスを用い、疾患の発症および進行に対する作用を検討した(両モデル動物とも雄性6週齢)。実験1では、対照群には高脂肪食、GO群には0.1w/w%GO含有高脂肪食を6週間自由摂取させた。また、実験2では、対照群にはAIN93G精製粉末飼料を、GO投与群には7w/w%GO含有AIN93G無脂肪精製粉末飼料を6週間自由摂取させた。両実験で実施した、投与最終週の経口糖負荷試験では、対照群と比較して、GO群の血糖上昇の抑制が認められた。また、実験2においては、インスリン抵抗性関連遺伝子の白色脂肪における発現量を解析した。レジスチンmRNAの発現はGO投与群で有意に低下し、TNFa mRNAは低下傾向を示した。一方、血清中のレジスチンレベルには群間差は認められなかった。血清TNF-αレベルは両群とも測定限界以下であった。以上の結果から、GO摂取は血糖上昇を抑制し、またその背景には、インスリン抵抗性ヘの関与があることが示唆された。しかし、メカニズムの解明にはいたらなかったため、CKDのω-3PUFA利用による予防・治療法につなげるためには、さらなる検討が必要である。より効率よく実験を進め、やや遅れている進捗状況を改善させ、研究全体を計画通りに推進する。研究時間を増やすことおよび並行してできる実験を行うこと等によって、より効率よく研究を進めるよう努力する。研究の遅延となった原因が改善する見通しがあることから、研究計画を変更して補助事業期間の延長を申請したところ承認されたため、今後も継続して研究を進めている。所属機関が変わって研究環境整備に時間を要し、研究の開始が遅れたことにより、予定していた予算を執行できなかったため。研究がやや遅れていることにより、支出の時期も遅れているため。研究計画の遅延により支出も滞り、次年度使用額が生じた。次年度は遅延の原因の改善が見込めたので研究計画を変更し、補助事業期間の延長を申請したところこれが承認された。したがって引き続き研究を進め、効率よく助成金を使用していく。平成27年度の研究内容を平成28および29年度に実施するため、この期間に予算執行する予定である。研究の進行を早めるため、それに伴い必要経費を使用する。
平易な語から成る自然な英語表現の体系的抽出方法の研究と大学生用英作文教材の開発

長年にわたる大学での英語教育の経験から、大学生たちは、中学校の時に習い覚えるような平易な語を有効に活用できないことに気付いた。そこで、大学生にとって平易な語で構成されている表現を大規模な言語資料(コーパス)から抽出することで、英語表現力向上に資する表現を可能な限り機械的に抽出する方法を模索した。成果として、コロケーションの認定や、近年の英語の変化を高速且つ正確に捉えるコンピュータプログラムの開発を行い、それを用いた表現抽出を行った。(1)【自作の例文データベースの見直しと拡張】本研究で扱う「書けそうで書けないネイティブの英語」の収集は、研究代表者が自らの読書を通じて行っていることである。1995年から構築を始めたデータベースは、20年近くを経て、現時点で38,000例に達している。表現は、「出典、例文、説明」をセットとしてコンピュータに保存されている。(「説明」には、なぜその例文が重要なのかを簡潔に記している。)平成25年度は初年度であるので、入力済みの例を見直し、必要に応じてデータベースの修正や情報付加を行った。更に、同種の英文の収集とデータベース化自体も継続して行った。(2)【「書けそうで書けないネイティブの英語」という概念の整理】「書けそうで書けないネイティブの英語」を暫定的に定義すると、「(i)中学生でも知っている平易な語、あるいはそれに接辞が付加された語で構成された表現(パターン)で、且つ(ii)give up「諦める」などと異なり熟語化しておらず、全体の意味が部分の意味の総和から得られる表現で、且つ(iii)辞書に頼ることなく平易に意味が理解できるにもかかわらず、大学生英語学習者が自分ではなかなか使うことができない表現」となる。このような「書けそうで書けないネイティブの英語」の概念を更に精緻にし、厳密に定義し直す試みを行った。(3)【「書けそうで書けないネイティブの英語」の類別】(2)でその定義を厳密化した「書けそうで書けないネイティブの英語」を幾つかの種類に分類した。例えば、-ly副詞が関わる表現、意外な前置詞と共起している表現などである。英語学習者に提示することを念頭に置き、適度な細かさで表現を類別するように心がけた。Corpus of Contemporary American English (COCA)のテキストデータが2014年3月に入手可能になったので、2014年度においては、最も自由度の高い契約形態でそれを入手し、その利用環境を整備した上で、本研究の基礎資料の精緻化に活用した。普及度の高いBritish National Corpus (BNC)はイギリス英語のコーパスで規模は1億語である一方、COCAはアメリカ英語のコーパスで規模は4億5,000万語に及ぶので、両者を活用することでより精度の高い基礎データの構築が可能となった。COCAの入手後、語彙頻度表を作成し、BNCをもとに作成したデータと照合して、両者において共に高頻度に用いられている語を「基本語彙」として認定した。その後、COCAにおいて原則として「基本語彙」からのみ構成される3語、4語、5語の連鎖(3gram, 4gram, 5gram)を機械的に抽出し、その中から英語表現として有益でありながら大学生でもなかなか思い付きそうにない連鎖を手作業も含めて同定した(be born withなどが含まれる)。その上で、これらの連鎖の周辺にどのような語が現れるのかの検討を、西村祐一氏がリレーショナルデータベースを使って作成した極めて高性能の検索システムを活用して同定した。これらの成果を踏まえた英語教育への応用については、英語語法文法学会・第10回英語語法文法セミナー、岩手大学・全学共通教育科目外国語分科会FD活動講演会、「岐阜県英語の教え方研究会」、台灣應用日語學會で発表した。その過程で、いずれのコーパスにも公開されていないコーパス利用上の問題点があることが明らかになり、これをコーパス利用の一般的な方法論研究の一環として英語コーパス学会(第41回大会, 2015年10月4日)で発表すると共に、同学会の学会誌『英語コーパス研究』に論文を執筆した。また、英語コーパス学会・春季シンポジウムとして「コーパス関連専門科目の授業内容について」を企画し、「コーパス関連専門科目の内容:言語を探るためのコーパス利用」というテーマでの発表も行った(2015年4月25日)。更に、英語語法文法学会(第23回大会, 2015年10月24日)において「副詞を巡る諸問題:語法文法、辞書記述、談話、文体」というテーマでのシンポジウムを企画し、英語表現上、有益だがこれまで記述が不十分であったly副詞について、その多様性について発表した。同時にシステムエンジニアの西村祐一氏によって開発が進められてきたmycoというシステムが完成したので、平成28年2月6日にシンポジウム「英作文教育における中学基本単語の有効活用」(立命館大学)を主催した。同シンポジウムでは、西村氏によってその英作文上の利用法を含めmycoの一端が示された。また、COHAがテキストファイルの形態で利用可能になったことを契機に、19世紀初頭からの200年の間の全ての語の使用頻度の推移を高速に調査するシステムcoha_dfc(仮称)も同氏に依頼して完成させた。mycoとcoha_dfcは共に平易な語の有効活用に極めて有効である。

そこで、大学生にとって平易な語で構成されている表現を大規模な言語資料(コーパス)から抽出することで、英語表現力向上に資する表現を可能な限り機械的に抽出する方法を模索した。成果として、コロケーションの認定や、近年の英語の変化を高速且つ正確に捉えるコンピュータプログラムの開発を行い、それを用いた表現抽出を行った。コーパスの入手手続き・利用環境の整備を前年度に引き続き、行ったが、入手したコーパスは巨大な容量をもつため、利用環境の整備自体、そしてそこからの情報抽出に予想以上の時間と手間を要してしまった。また、抽出作業の正確さに関する確認作業にも予想以上の困難さが伴った。(しかし、その過程で、どのようにしたら効率的な処理が可能かについて、それなりの知見を得ることもできたので、最終年度においては、効率良く作業ができるものと考えている。)英語学最終年度である2015年度は、前年度までの作業から得た知見を基礎にして、抽出方法の分かりやすい解説文書の作成を行う。そして、具体的に有益だと判定されたパターン、およびその分かりやすい例文をセットにし、何らかの形で公開する予定である。例文作成には、Native Speakerに対して指定したパターンを示した上で平易な英文を多数作成してもらう予定である。また、2015年度は、10月24日に開催される英語語法文法学会(龍谷大学深草学舎)でのシンポジウム「副詞を巡る諸問題:語法文法、辞書記述、談話、文体」を研究代表者の司会の下、行い、研究代表者自身「ly副詞にみる副詞の多様性:語法・文法・パターン」というテーマで発表することが確定している。副詞は、本科研費研究において重要な位置を示す品詞であるので、シンポジウム参加の他の研究者と副詞関連の研究会を3回(広島、名古屋、熊本)ほど行う計画である。そのため国内出張のために旅費支出を計画している。更に、例文作成などのためアルバイト謝金として3人分を計画している。平成25年度は、他大学から立命館大学に異動したため、研究の環境整備、特に、コーパス利用の環境整備の構築に時間を要した。そのため、計画よりも遅れている。コーパスからの情報抽出に予想以上の時間と手間を要した。そのため、抽出後に行うべき作業を本格的に行う余裕が十分にとれず、したがって予算に残額が生じてしまった。前年度までに行ってきたことを継続して行いつつ、今年度初頭には整備がほぼ完了するコーパスサーバーを利用し、当初の目的に向けて研究を進める。できるだけ早い時期に有意義な連鎖の同定を終え、最終成果を出すことに専心する。また、副詞関連の研究会実施と英語語法文法学会でのシンポジウム発表を行う(国内旅費)。例文の作成のためのNative Speakerへの依頼、データ整理などのために謝金を使う。現勤務校の初年度であり、科研費研究に専念する時間が思いの他、取れなかった。コーパス利用環境、プログラム開発、データ整理、研究打ち合わせなどで使用の予定。
電極の原子配列を考慮した電極-溶液界面の統計力学理論

電極-溶液界面近傍での溶液構造を調べる事を目的として、RISM理論に基づく計算を開始した。この理論計算では表面構造、溶液分子の双方において、原子レベルでの形状を考慮する事が可能である。また、最近は電解質溶液の計算も可能になった。まず、これまでも計算可能であったflatな形状を模した表面とAu(111)を模した表面について、それぞれの界面近傍での水の構造を求めて比較した。その結果、界面近傍での水の配向の議論には表面の原子レベルでの構造が重要である事がわかった。特に表面電荷が負に片寄っている場合にはその違いは顕著である。すなわち、Au(111)面を模した場合には水の配向は安宅、四ッ柳、大澤による表面赤外分光実験により知られているものと一致し、flat類似な場合は、実験と全く異なる配向となる事がわかった。この事を論文にまとめ学術雑誌に発表した。(J.Chem.Phys.誌で印刷中)また、表面へのイオンの吸着の問題においても表面構造及びイオンの溶液層での水和状態が重要なことがわかってきた。すなわち、Pt(111)構造を模した場合、イオン半径の大きなヨウ化物イオン等は表面に強く吸着し、フッ化物イオンやカチオンは吸着しない。この傾向はpzcにおけるイオンの吸着傾向と一致する。一方、flat類似な表面の場合、イオンによる吸着の違いは極めて小さくなる。現在、その論文をまとめている。さらに、密度汎関数理論とRISM理論を結合して、より金属表面の性質を取り込んだ計算に取り組んでいる。また、電極反応を想定した電子移動速度の議論を行うために、非平衡自由エネルギー曲面、いわゆるマ-カスの曲面を求める計算を開始した。
ショウジョウバエ消化管発生の分子遺伝学的グランドプラン

本研究計画は、ショウジョウバエ消化管形成に関わる遺伝子制御の全体像を把握する目的で始められた。以前からの研究経過で、後腸の部域分化には分節化や成虫原基のパターン形成に関与する分節遺伝子群、特にwingless(wg),hedgehog(hh),decapentaplegic(dpp)など分泌性のシグナル因子をコードする遺伝子が必須の役割を担っている証拠が得られた。本研究計画では、wg,hh,dppのターゲットとなる細胞集団とその作用を明らかにするため、各遺伝子の突然変異の消化管形成過程を詳細に解析した。その結果、1) wgは後腸後端に接する肛門盤原基で発現し、その突然変異胚では肛門盤が形成されないだけでなく、直腸区画を含む後腸後半の広い領域が欠失する。さらに、wg変異によって、予定直腸領域でのhh発現と予定後腸中央部のdpp発現が消失する。2) hhは予定直腸領域で発現し、その変異胚では直腸が消失するとともに隣接する後腸中央部でのdpp発現が消失する。3) dppは後腸中央部の腹側、および直腸に隣接する短い領域で発現し、その変異胚では後腸中央部が著しく短縮する。などが明らかとなった。wg,hh,dppはいずれも分泌性のシグナル因子をコードしており、細胞集団間のシグナル伝達を行っていることが、他の多くの実験系で示されている。本研究で得られた結果より、ショウジョウバエ後腸では、これらの分泌性シグナル因子が媒介する細胞間の誘導的相互作用によって、後腸内の区画化がなされていることが明らかとなった。筆者らはエンハンサートラップ系統の解析によって、ショウジョウバエ胚の後腸で、複数の分節遺伝子が発現しており、それらが後腸の区画化に関与することを予想してきた。本年度の研究計画ては、胚後腸での発現が確認された分節遺伝子の突然変異胚において後腸の区画構成がどのような変化を示すか、解析を進めている。解析の対象とした主な分節遺伝子は、wg、hh、dpp、ptc、enである。これまで得られた結果から、分泌性シグナル因子をコードするwgの突然変異胚が後腸の著しい短縮を引き起こすことがわかった。各区画のマーカー遣伝子の発現を目安に、短縮した部分の同定を行った結果、後腸中央部より後半と、それに続く肛門盤が形成されていないことがわかった。wgは後腸原墓そのものでは発現しておらず、隣接する肛門盤で発現していた。またhhは肛門盤に隣接する直腸部で発現するが、wg胚ではこのhh発現も消失していた。さらに正常胚では後腸中央部で発現するdppが、wg胚では消失していることもわかった。hhの突然変異胚では、後腸の短縮が認められたが、その程度はWg胚よりも軽かった。また、hh胚では直腸部に隣接する後腸の一部でのdpp発現が消失していた。これらの結果は、胚後腸において区画化が進行する際に、特定の細胞集団が発現する分泌性のシグナル因子が周辺の細胞集団に作用して、区画形成が進行することを示唆している。今後は各突然変異胚の後腸での表現型を詳細に分析するとともに、遺伝子間の発現制御ネットワークを解明する。
リボソーム複合体中でのタンパク質の動的構造解析

本研究の目的は、リボソームとリボソーム再生因子(RRF)、EF-G等の翻訳因子が形成する複合体中でのタンパク質分子の動的構造を詳細に解析するための方法論を開発し、応用することである。既にこれまでの検討からRRFのドメインIが、リボソームとの結合ドメインであることが明らかとなっていた。ドメインIはRRFのアミノ酸配列上離れたセグメントから形成されているため、それらを短いリンカーで繋いだポリペプチドRRF-DIを作成した。RRF-DIはRRFのドメインIと同じ立体構造を保持していることをNMRで明らかにした。またリボソーム50SサブユニットとRRF-DIの特異的な結合を表面プラズモンセンサーを用いて明らかにした。次にリボソーム/RRF複合体での両者の相互作用を詳細に明らかにするため、50S/RRF-DI複合体の結晶構造解析を、独Max Planck研究所のP.Fucini博士らのグループと試みた。その結果リボソームによるRRF認識機構が原子レベルで明らかになった。また、複合体の構造、本研究で昨年度明らかにした、RRFとリボソーム蛋白質との相互作用及びNMRで明らかにしたRRFのドメイン配向の揺らぎから、両者の結合後に、複合体にEF-Gが作用した際のRRFとリボソームの動き及び構造変化に関するモデルを構築した。その結果RRF/EF-Gによるリボソーム/tRNA/mRNA複合体の解離メカニズムについて、RRFのトランスロケーションと、rRNAの構造変化を含む有力な仮説を提案することができた。本研究の目的は、主にNMR法によって超分子複合体中でのタンパク質分子の動的構造を詳細に解析するための方法論を開発し、応用することである。対象としては、リボソームと、現在研究代表者らのグループで立体構造決定、及び各種の物理化学的解析が進んでいるリボソーム再生因子(RRF)を用いている。平成15年度においては、まずリボソーム再生因子(RRE)及びその変異体について安定同位体標識した試料を発現・調製し、RRF単独での動的構造を、分子動力学シミュレーション及び核磁気緩和解析によって研究した。その結果、2ドメインからなるRRF分子において、ドメインの相対配置の変化に対応する遅い分子内運動が存在することを明らかにした(Yoshida, T.et al.,(2003)Biochemistry 42,4101-4107)。さらに、その運動性と、RRFの由来や、ドメインを連結するヒンジ部分のアミノ酸配列との相関を解析したところ、RRF分子のフレキシビリティーとリボソーム再生活性に相関が見られることが分かった。また、プローブ分子の導入及びリボソームとの架橋実験に用いるため、部位特異的にシステイン残基を導入した変異体RRFの発現系を網羅的に構築した。それら変異体とリボソームの架橋実験を行い、RRFとリボソームの相互作用点の幾つかを明らかにした。現在、以上のような成果に基き、リボソームとRRFの複合体形成条件を最適化しつつ、複合体中でのRRFの構造情報をNMR(TROSY測定、転移NOE測定、飽和移動測定等)及びその他の手法により抽出することを試みている。
FeおよびRuを中心金属に用いた高活性・高選択的なヒドロホルミル化触媒の探索

本研究で開発されたシクロペンタジエニルRuを用いた直鎖選択的ヒドロホルミル化触媒の問題点は反応速度の低さである。これを解決する為、反応機構の解析を行い、Ru中間体と水素が反応して生成物を遊離する段階が律速段階であると推定した。この段階を加速するためには水素圧を高くすることや、η3になり易いシクロペンタジエニルや解離し易いリン配位子を使うことが考えられる。また同様に本研究で開発されたRuを中心金属に用いた直鎖選択的ヒドロホルミル化・水素化触媒に関しては、水素化段階の反応機構の解析を行った。その結果、COによって不活性化された錯体から水素との反応により水素化の活性種が生成する段階を有利にすれば反応が加速されるということがわかった。すなわち、Ru上をより電子不足にすることで反応速度が改善する可能性がある。類似の構造を持ち、Ru上の電子密度が高いおよび低い錯体をそれぞれ合成し、水素化の速度を比較したが、いずれも元の触媒より低い活性となった。配位子の電子密度を下げすぎるとRuへの配位が弱まり、COとの交換が起こってしまっている可能性がある。今後の指針としてはRu上の電子密度を変えずに、配位子の塩基性を変化させ、H_2との反応性を向上させるデザインを検討すると良い可能性がある。(抄録なし)(抄録なし)ヒドロホルミル化によるアルケンからのアルデヒド合成とそれに続く水素化によるアルコール合成は世界中で年間数千万トン規模で行われている。工業的にはnormal体のアルデヒドの需要が高く、Rhを用いたnormal体を選択的に与える触媒が用いられている。しかし、Rhは非常に高価な稀少金属であり、Rh以外の金属を用いた触媒の開発が望まれている。本研究では、Rhに比べて比較的安価で豊富であるRuあるいはFeを中心金属に用いた直鎖選択的ヒドロホルミル化触媒の開発を目指す。既にRuを用いた触媒においてある程度のnormal選択性を見出しており、これをさらに発展させることを目指す。また、RuとFeは同族の元素であるので、Ruを用いた触媒が完成したら、同様の触媒デザインによってFeを中心金属に用いた高性能な触媒が開発できるのではないかと考え、これを検討する。23年度の研究計画においてはシクロペンタジエニル配位子を有するRu錯体とリン配位子を用いた触媒系において、リン配位子を種々検討することで収率の向上を図ることを目標としていた。この目的は達成され、Ru触媒としては最高水準の活性と選択性を両立した触媒を開発することに成功した。また、今回開発した触媒はこれまでのヒドロホルミル化触媒と異なるデザインのものであったので、反応機構に関する検討も行った。これらをまとめて学術誌Angewandte Chemie International Editionに投稿し、掲載された。また、後述するように、学会発表も何度か行っている。Ruを用いた触媒の開発に成功したので、同様のデザインによりFeを用いた触媒を設計し、検討した。しかし、Ruの場合とは異なり、良好な結果は得られなかった。そこで、Ruの場合とは異なるデザインの触媒設計に着手し、各種検討を行った結果、ある程度の触媒活性と選択性を達成した。検討はまだ初期段階であるので、更なる検討により触媒活性の向上が期待できる。ヒドロホルミル化によるアルケンからのアルデヒド合成とそれに続く水素化によるアルコール合成は世界中で年間数千万トン規模で行われている。工業的にはnormal体のアルデヒドの需要が高く、Rhを用いたnomal体を選択的に与える触媒が用いられている。23年度はRuを用いた高選択的な触媒の開発に成功し、報告できたので、24年度はFeを用いた触媒の開発に着手した。しかし、Ruと類似のデザインのFe触媒では反応は全く進行せず、検討を一時中断した。そこで、当初の研究計画にあった、Ruを用いた触媒をさらに発展させる研究を展開することにした。23年度に報告した触媒を起点として更なる改良を施すことで、上で述べたアルケンからの直鎖アルコール合成を一段階で進行させるRu触媒を開発した。この結果は、Journal of American Chemical Societyに報告した。反応の速度はRhを用いた触媒に劣るものの、選択性は同様の値を示した。また、その選択性はこれまでに報告されたRu触媒と比較して高いレベルであった。このRu触媒の活性をさらに向上させるべく、同様の構造を持ち、電子的、立体的な特徴を変化させた触媒を合成・検討したが明らかな活性向上は見られなかった。

この段階を加速するためには水素圧を高くすることや、η3になり易いシクロペンタジエニルや解離し易いリン配位子を使うことが考えられる。また同様に本研究で開発されたRuを中心金属に用いた直鎖選択的ヒドロホルミル化・水素化触媒に関しては、水素化段階の反応機構の解析を行った。その結果、COによって不活性化された錯体から水素との反応により水素化の活性種が生成する段階を有利にすれば反応が加速されるということがわかった。すなわち、Ru上をより電子不足にすることで反応速度が改善する可能性がある。類似の構造を持ち、Ru上の電子密度が高いおよび低い錯体をそれぞれ合成し、水素化の速度を比較したが、いずれも元の触媒より低い活性となった。配位子の電子密度を下げすぎるとRuへの配位が弱まり、COとの交換が起こってしまっている可能性がある。今後の指針としてはRu上の電子密度を変えずに、配位子の塩基性を変化させ、H_2との反応性を向上させるデザインを検討すると良い可能性がある。当初予定していた反応収率の向上だけでなく、メカニズムの解明に関する研究もできた。また、Feを用いた触媒の開発にもある程度着手できた。Feを用いた触媒の開発は上手くいかなかった。しかし、Ruを用いた触媒をさらに発展させ、論文として報告することができた。(抄録なし)まず、Feを中心金属に用いた触媒で活性・選択性の向上を目指す。高い活性と選択性が達成できたら、その触媒デザインの何が効果的であったのかを解明する。これまではFeを用いた触媒の開発を同族元素であるRuに有効であったものを基準にして行っていたが、今後は異なるデザインでアプローチする。具体的には、50年程前に非常に低活性ながらもヒドロホルミル化の活性がある事が報告されているFe(CO)_5を起点とし、これに対して近年開発された配位子を添加することで反応を試みる。特に、金属上の電子密度をあまり上昇させずかつ立体的にかさ高い配位子を用いる事で反応速度・選択性の両方の向上を目指す。(抄録なし)
部分ペプチドを用いた蛋白質・蛋白質相互作用の解析

1.安定同位体でラベルしたペプチドを大腸菌で発現させる系を改良した。ペプチドはユビキチン(酵母よりクローニングしたもの)との融合蛋白質として発現していたが、ユビキチン遺伝子のcodon usageを大腸菌のものに合わせ、またコピー数を増やすことによって、約2倍の発現が得られるようになった。安定同位体化合物は高価なので、発現量が上がることによってラベルペプチドを用いた研究が推進されると期待される。2.レセブターがG蛋白質を活性化する機構について、「レセプターがG蛋白質αサブユニットのα5へリックスを解き、その構造変化がα5へリックスとβ2/β3ループの間のイオンペアによってグアニンヌクレオチド結合部位へと伝えられる」という仮説を我々は立てている。そのイオンペアを破壊した新たなmutantを作り、ムスカリン性レセプターとのカップリングを解析したところ、上記の仮説を更に支持する結果が得られた。また、αサブユニットの立体構造変化を解析する時に、今までスマトパランやcompound48/80で活性化していたが、より生理的であるm4ムスカリンレセプターの部分ペプチドでも同じ結果が得られた。このペプチドは大腸菌で良く発現されるので、活性化機構をNMRで解析するのに大変有用であると期待される。3.最近の細胞膜に穴をあけることによって殺菌作用を示すマガイニン2の脂質二重膜中の立体構造をNMRで決定した。TRNOEによる解析の結果、主鎖について0.43Åという精度の高い構造を決定することができた(PDB ID code:1DUM)。脂質二重膜に結合した時、マガイニン2は2本のαへリックスが逆平行になったダイマーを形成することが明らかとなった。個の構造を基にすれば殺菌活性のより高いペプチドがデザインでき、新たな構成物質の開発にも結びつくと期待される。
「挑戦できない」大学生への支援モデルの開発：大学に備わる発達促進機能の活性化

本研究は、「現代」という時代性を踏まえ、高等教育における学生への支援はいかなるアプローチが適切なのかという問いをめぐって遂行してきた。前年度までで得られた知見をふまえ、研究代表者は大学生が「挑戦できる場」を実際に設定し、活動を始めた。学生が他学生を支援するピア・サポート活動をその機会とし、投稿型相談への回答を活動の中心とした。学内で実施するために必要となる各部署への活動許可申請から始め、学生への周知活動、実際の相談への回答など全ての活動において、研究代表者は学生の積極的な活動を補佐すべく努めた。前年度までの研究より、現代の学生に対して主体性を育むよう働きかけるには、ただその場を与えるのみではなく、支援者もまた同じ土俵の上でともに苦悩し、葛藤を受け止め乗り越えていく過程が重要であることがわかっており、それを強く意識して活動を進めた。特に、支援者が常に学生とつながり、いつでも味方でいるということ、そしてピア・サポート活動の「場」自体を大切にするということが、積極的な挑戦の場を生む土壌となることが確認された。共同研究者は、現代における「居る」ことの意味をめぐる研究を進めた。精神科デイケアを中心に、インターネットを介した支援活動、当事者研究など幅広いフィールドで調査を進め、ただ「居る」ということがいかに難しい課題であるかをまとめ著書として発表した。本研究課題における「挑戦する」という行為と一見正反対に見える「ただ居る」という行為であるが、この時代の中で「ただ居る」という安心感を基盤にもってはじめて、「挑戦する」という能動的な行為に意味が見出されるように思われた。現代の大学教育ではアクティブ・ラーニングをはじめとする積極的な学びが推奨されているが、その基盤として「居る」ということ、大学生としての存在をそのまま生きるということを尊重する視点が支援者には必要ではないだろうか。本研究は、「挑戦できない」大学生への支援モデルの開発を目指すものである。その際、大がかりな新規プロジェクト等を介在させず、従来大学に備わる発達促進機能を活性化させるようなモデルを開発することで、当研究成果を普遍化させ、汎用性を持たせることを重視している。初年度は、(1)研究代表者および分担者がすでに取り組んでいる支援方法を本研究題目に照らして検討し、具体的な問題点や改善点を抽出すること、(2)国内外で既に実施されている優れた支援モデルについて調査を行うこと、を主たる目的として研究を進めた。研究実績については以下のとおりである。(1)i)研究代表者が顧問として活動を支援しているピア・サポーターの活動について、ii)研究分担者が教員として活動を行っているゼミ活動について、それぞれの活動における「停滞」と支援者の「逆転移」感情に着目して研究を行った。主体性を醸成するために必要な「挑戦」ができない学生の背景にある「自己愛の傷つきへの不安」、そうした学生を支援するために支援者が葛藤の中感じる「否定的感情」、そして「支援者が主体的に挑戦」する必要性などが、事例研究の中で明確になった。(2)i)国内の優れた取り組みに関する調査として、兵庫県園田学園女子大学の「つなGirlプロジェクト」について聴き取り調査を行った。地域と連携しながら学生の活動を活性化する取り組みについて、その実際的な支援内容と支援者の試行錯誤から、モデル開発に有用な示唆が得られた。ii)国外の優れた取り組みに関する調査として、台湾の中原大学および台湾師範大学に聞き取り調査を行った。中原大学においては、大学全体が持つ支援機能、学生相談室の様々な取り組みについて、台湾師範大学では日本の臨床心理士にあたる専門家の活動状況についての情報から、「現代性」という時代の特徴についての貴重な示唆が得られた。研究計画通り遂行できており、5月に行われる学会発表の予備審査も合格している。本研究は、「現代」という時代性を踏まえ、高等教育機関における学生への支援のあり方はいかなるアプローチが適切なのかという問いをめぐって遂行してきた。現代の高等教育に求められている機能について、様々な取組やスローガンから文科省による提言施策を含めて多角的に調査し、さらに現場の学生相談および学科教育・支援における取組を検討し、有効策の明確化を進めた。後者に関して具体的には、1)教育・支援においてどのようなアプローチを行っているのか、2)学生はどのような反応を示しいかなる変化が生じるのか、3)支援者・指導者側も含めた全体的状況においてどのような事態に遭遇するのかという点に着目して詳細に分析を行った。結果として以下の点が明確化した。(1)高等教育のあり方が従来から変化し、「サービス機能の充実」という言葉に象徴的なように、教育研究だけでなく学生への全人的関わりが求められていること。(2)全人的関わりは、学生個人の内面の理解・介入が不可避であり、非心理的専門家である多くの学科教員はその運営において戸惑いや困難さを含めた否定的感情が生じることが少なくないこと。(3)進学率の高さは従来では進学へ至らなかった学力およびコミュニケーション力の学生との関わりの機会の増加を含意し、全人的関わりの介入レベルが必然的に深くなること。(4)近年推奨されているアクティブ・ラーニングは、上述のような学生には困難が生じ、それを運営する指導者においても困難が生じること。(5)こうした特徴を客観的に理解することが、従来の方法論に縛られた結果生じる負の主観的感情を緩衝し、有用なアプローチを生み出す基礎となること(このとき、心理学的視点を持つことが有効となる)。

(6)さらに、困難な状況は支援者・指導者同士で共有し(ピアによるデブリーフィング)、負の感情を抱える器を作ることが、支援・指導における重要な土台となること。学会発表での反応もよく、FD講演を依頼される機会もあるなど、すでに現時点での成果が現場での実践に生かせている。また、本研究の知見は医療での応用についても可能性が見込まれている。本研究は、「現代」という時代性を踏まえ、高等教育における学生への支援はいかなるアプローチが適切なのかという問いをめぐって遂行してきた。前年度までで得られた知見をふまえ、研究代表者は大学生が「挑戦できる場」を実際に設定し、活動を始めた。学生が他学生を支援するピア・サポート活動をその機会とし、投稿型相談への回答を活動の中心とした。学内で実施するために必要となる各部署への活動許可申請から始め、学生への周知活動、実際の相談への回答など全ての活動において、研究代表者は学生の積極的な活動を補佐すべく努めた。前年度までの研究より、現代の学生に対して主体性を育むよう働きかけるには、ただその場を与えるのみではなく、支援者もまた同じ土俵の上でともに苦悩し、葛藤を受け止め乗り越えていく過程が重要であることがわかっており、それを強く意識して活動を進めた。特に、支援者が常に学生とつながり、いつでも味方でいるということ、そしてピア・サポート活動の「場」自体を大切にするということが、積極的な挑戦の場を生む土壌となることが確認された。共同研究者は、現代における「居る」ことの意味をめぐる研究を進めた。精神科デイケアを中心に、インターネットを介した支援活動、当事者研究など幅広いフィールドで調査を進め、ただ「居る」ということがいかに難しい課題であるかをまとめ著書として発表した。本研究課題における「挑戦する」という行為と一見正反対に見える「ただ居る」という行為であるが、この時代の中で「ただ居る」という安心感を基盤にもってはじめて、「挑戦する」という能動的な行為に意味が見出されるように思われた。現代の大学教育ではアクティブ・ラーニングをはじめとする積極的な学びが推奨されているが、その基盤として「居る」ということ、大学生としての存在をそのまま生きるということを尊重する視点が支援者には必要ではないだろうか。2017年5月に行われる学生相談学会発表において初年度の成果について発表を行い、そのフィードバックを参考に、より精緻化して研究を進めていきたい。具体的には、以下のとおりである。(1)研究代表者および分担者の日常的な学生支援のあり方について、初年度の成果に基づいて構築しなおし、新たな観点を獲得すること。(2)現場の教員に本研究成果について啓発し、その日常的支援に援用してもらい、その実態についてフィードバックを求めて、汎用的支援モデル開発に向けて多角的に検討しなおすこと。(3)引き続き国内外での学生支援の取り組みについて調査を行い、「現代」という時代性に応じた学生支援の在り方について検討すること、などである。引き続き国内外の様々な取組について調査を行い、有意義なアプローチの情報収集のみならず、そこで生じる困難な事態にも着目し、より現場での実践に生かせる方法論を提言する。
都市化が森林からの熱・水・CO2フラックスと境界層構造に及ぼす影響の定量的評価

都市からの距離や立地環境の異なる名古屋大学東山キャンパス、瀬戸市の瀬戸国有林および豊田市のトヨタフォレスタヒルズの落葉広葉樹二次林において、群落内外における微気象観測、群落樹冠上と林床面上における水、熱、CO_2フラックスを観測し、その輸送特性と収支の実態解析および群落間の比較評価を行った。その結果、以下の成果が得られた。1.トヨタフォレスタヒルズと瀬戸国有林の水・熱収支を比較すると、落葉樹が優占する前者はアルベドが3%ほど大きいこと、降雨の樹冠遮断率が約3%小さいこと、また、林床面蒸発量が小さく、蒸散量が大きいことなどの特性を見出すことができた。これは、落葉樹と常緑樹の混交割合の違いとともに、市街地からの距離も影響していると推察された。2.年間の炭素固定量は名大キャンパス、瀬戸国有林、トヨタでそれぞれ4.1、5.3、2.3t ha^<-1>となり、サイト間で大きな違いが見られた。また、総光合成量の季節変化からは都市内にある名大キャンパスの林分では、他の2林分より夏季に大きな値を示した。これは都市化の影響で高いCO2濃度化にさらされるために光合成が活発になったことに起因すると推察された。3.土壌中における二酸化炭素ガスの輸送に関するモデルを作成し、土壌中の異なる深度における二酸化炭素生成強度と土壌呼吸の温度依存性を定量的に議論することを可能にした。個葉および樹冠レベルでの熱・水・二酸化炭素交換量の関係解析から、葉内窒素含量や葉緑素量が気孔開閉メカニズムの解明に必要な要素であることを指摘した。4.樹冠をレーザ切断法により距離情報を持つアクティブ広角画像として撮影するとともに、2波長のレーザ反射特性の違いを利用して同化部と非同化部を判別することにより、従来より精度良くLAIが推定できることを確認した。東山キャンパス、トヨタフォレスタヒルズおよび瀬戸国有林の落葉広葉樹二次林において、群落内外の微気象観測および樹冠上での乱流観測を実施し、水、熱エネルギーおよびCO2の輸送・交換特性などを解析し、以下の結果が得られた。1.東山キャンパスにおける20002002年の熱収支観測より得られた潜熱フラックスを規定する環境要因に関して、Jarvis型群落コンダクタンスモデルのパラメータの最適化を行った。その結果、毎年ほぼ同様の季節変化を示した。飽差に関するパラメータは夏季に小さな値を示し、飽差により蒸発散が抑制されにくくなる傾向を示した。PARに関するパラメータは冬季に大きな値を示し、冬季は弱い放射環境で蒸散を効率よく行うことが示された。2.東山キャンパスの観測地は谷地形を呈しているため、大気が安定しているときにはCO2は地形に沿って流亡することが考えられる。今回は、摩擦速度によって閾値を設定し、樹冠上でのCO2フラックスを補正する方法を検討した。その結果、摩擦速度0.2m/s以下でCO2が流亡することが推定された。20002002年の3年間における補正後のCO2固定量は-3.53、-2.32および-1.95tC/ha/yrとなり、補正を行わない場合の5258%となった。本年度の結果のみでは都市林における特性は抽出できなかった。3.トヨタフォレスタヒルズにおいて個葉の蒸散速度の日変化と季節変化を測定し、蒸散パターンは純放射に近似し凸型の日変化を示すこと、落葉期に急減することなど確認した。蒸散は樹冠上部ほど大きく下部ほど小さき分布を示し、これは樹冠での放射環境に支配されていることが推察された。

また、樹種により蒸散速度に大きな違いは見出されなかった。4.瀬戸国有林では微気象および乱流の観測装置と計測システムを完成させ、2002年秋季から観測を開始した。あわせて毎木調査、LAI(葉面積)および林内照度の季節変化を計測した。瀬戸国有林、東山キャンパスおよびトヨタフォレスタヒルズの落葉広葉樹二次林において、群落内外の微気象観測および群落樹冠上での乱流観測を行い、水、熱エネルギーおよびCO2の輸送・交換特性などを解析し、以下の結果が得られた。なお、本年度から瀬戸国有林で樹冠遮断量の観測を開始した。1.瀬戸国有林の放射特性を把握するため、アルベドおよび各種放射量の季節変化の実態を解析した。アルベドは冬季に大きく、夏季に小さい傾向を示し、太陽高度の季節変化に依存して変化することを明らかにした。ただし、45月の落葉樹や常緑樹の開葉期には一時的にアルベドが増加することが分かった。なお、アルベドの年平均値は10.5%で、落葉樹林より大きく常緑樹林に近似した。また、日射量に対する純放射量および有効長波放射量の割合は、それぞれ約50%、約40%で、純放射量の割合は既往の報告より小さい傾向を示した。2.瀬戸国有林で樹冠遮断量を推定するため、樹冠通過雨量、樹幹流下量および林外雨量を測定した。樹冠通過雨量は5台の貯留型雨量計を移動させながら観測し、樹幹流下量は4本の供試木に捕捉装置を取り付け測定した。樹冠通過雨量は林外雨量と線形関係があり、林外雨量のおよそ80%と推定された。3.瀬戸国有林で熱収支特性解析を行い、植物成育期にはボーエン比が0.1程度まで低下することが示された。また、個葉スケールでの光合成・蒸散の季節変動を解析し、春季には蒸散速度が小さいにもか変わらず光合成速度は夏季とほぼ同程度の値を示した。これは水利用効率が春季に高いことを示唆している。高タワーを利用して境界層中の温湿度と風向風速プロファイルの観測を開始した。4.都市二次林(東山キャンパス)における土壌ー森林ー大気間の運動量・熱・水・CO2フラックス観測に基づいて(1)森林土壌内におけるCO2生成・輸送モデルの開発、および(2)森林ー大気間の運動量・熱・水・CO2交換モデルの開発と検証を行った。瀬戸国有林、東山キャンパスおよびトヨタフォレスタヒルズの落葉広葉樹二次林とマイクロウエーブ鉄塔において、群落内外、都市大気の微気象観測および群落樹冠上において乱流観測を行い、水蒸気・熱エネルギーおよびCO2の輸送・交換過程を解析し、以下の結果が得られた。1.個葉レベルと群落レベルの蒸散量の日変化と季節変化の動態を解析した。その結果、両者の時間変化はほぼ相似形を示したことから、個葉レベルの蒸散量に群落葉量の季節変化を乗ずることにより群落レベルの蒸散量に近似することが分かった。2.空気塊衝突を基礎概念にした運動量輸送モデルを新たに開発し、名古屋大学構内の二次林で観測された風速と運動量フラックスのデータを基に、モデルの検証を行った。本モデルから計算された風速の時間変動をスペクトル解析した結果、様々な大きさの周波数成分が含まれ、接地境界層内の大気乱流において観測される特徴をよく表現した。また、森林などの植生を有する大気層においては、運動量輸送が間欠的になり、逆勾配輸送も計算された。以上から、本モデルは植生を含む接地境界層における運動量輸送の特徴を非常によく表現できた。
異所的集団の種分化研究と種分類学-DNAバーコードを超えて

日本列島の島嶼部を中心に分布する陸鳥類の14分類群(19種)について、異所的な集団の種分化と種分類に関する研究をDNA分析、形態学的分析、およびさえずりの音声分析を含む生態学的分析によっておこなった。日本列島の島嶼部を中心とした陸鳥の集団構造や種分化が極めて多様なことが示された。つまり、遺伝的な分析からは、南西諸島の地史を直接に反映した集団構造は陸鳥類では全くみられず、集団の分化のパターンが種によって大きく異なることがわかった。遺伝的に大きく分化している地理的境界線の位置も種によって異なるし、遺伝的分化の程度も分化の年代も種によって大きく異なることが示唆された。また、形態的分化や生態的分化の程度も種によって異なり、それらは必ずしも遺伝的分化の程度と相関しないことが推測された。近縁種の存否がさえずりの進化に影響する、すなわちさえずりの形質置換があったり、人為的環境の改変への適応が行動を通して形態的適応進化を促進したりすることがわかった。また、リュウキュウコノハズクやキビタキなど多数の種で亜種分類の見直しの必要性が示唆され、ウチヤマセンニュウなどいくつかの種では種分類の見直しの必要性が示唆された。今回の研究期間ではっきりと種・亜種分類の見直しの検討が出来たのはメボソムシクイ類とコトラツグミのみであったので、それ以外の見直しは今後の課題として残された。対象種である13分類群・17種のうち平成21年度にはリュウキュウコノハズク、コゲラ、ヒヨドリ、コマドリ・アカヒゲ、トラツグミ、アカハラ・アカコッコ、ウグイス、センダイムシクイ・イイジマムシクイ、キビタキ、ヤマガラ、シジュウカラ、メジロの12分類群15種について南西諸島の集団を中心に主に諸島間での形態学的分析とDNA分析をおこない、南西諸島で繁殖する陸鳥では種によって異なる地理的パターンが形態的変異においても遺伝的変異においても見られることがわかった。またそのパターンは形態と遺伝の間でも違うことが分かってきた。特に、リュウキュウコノハズクとヒヨドリは形態を基にした亜種の分布と遺伝的なクレードの分布が食い違うことがわかり、亜種の再検討が必要なことが推察された。また、リュウキュウコノハズク、アカヒゲ、トラツグミ、イイジマムシクイ、キビタキ、ヤマガラは一部の亜種が他の亜種と非常に大きな遺伝的分化を起こしていることがわかった。まずはそのうちトラツグミについては西表島産の亜種を新亜種として記載した。今後、種分類の再検討が必要な種としてこれらの大きな遺伝的分化を起こしている集団が研究対象となることがわかった。種分化に関わる研究として、リュウキュウコノハズクとシジュウカラについてそれぞれ音声の分析と予備的なプレイバック実験をおこない、ハシブトガラスについては採餌行動の研究をおこなった。種分化を促進する要因として、緯度や環境に応じた形態的な適応と分化以外にも、近縁種の存否が音声における種認識の厳格さに与える影響、渡り行動の違い、行動文化的な継承など種によって異なる様々な要因があることが示唆された。対象種である13分類群・17種のうち平成2122年度にはリュウキュウコノハズク、コゲラ、ヒヨドリ、コマドリ・アカヒゲ、トラツグミ、アカハラ・アカコッコ、ウグイス、センダイムシクイ・イイジマムシクイ、キビタキ、ヤマガラ、シジュウカラ、メジロ、ハシブトガラスの13分類群16種について南西諸島の集団を中心に主に諸島間での形態学的分析とDNA分析をおこない、南西諸島で繁殖する陸鳥では種によって異なる地理的パターンが形態的変異においても遺伝的変異においても見られることがわかった。

また、リュウキュウコノハズク、アカビゲ、トラツグミ、イイジマムシクイ、キビタキ、ヤマガラは一部の亜種が他の亜種と非常に大きな遺伝的分化を起こしていることがわかった。今後、種分類の再検討が必要な種としてこれらの大きな遺伝的分化を起こしている集団が研究対象となることがわかった。種分化に関わる研究として、リュウキュウコノハズクとシジュウカラについてそれぞれ音声の分析と予備的なプレイバック実験をおこない、ハシブトガラスについては採餌行動の研究をおこなった。種分化を促進する要因として、緯度や環境に応じた形態的な適応と分化以外にも、近縁種の存否が音声における種認識の厳格さに与える影響、渡り行動の違い、行動文化的な継承など種によって異なる様々な要因があることが示唆された。種・亜種分類が難しいセグロカモメ上種について天売島で死体が採取された個体を調べた結果を論文にした。またメボソムシクイについてDNA、形態、音声を基に分類を再検討し3種に分けた結果を論文にした。対象種である13分類群・16種(リュウキュウコノハズク、コゲラ、ヒヨドリ、コマドリ・アカヒゲ、トラツグミ、アカハラ・アカコッコ、ウグイス、センダイムシクイ・イイジマムシクイ、キビタキ、ヤマガラ、シジュウカラ、メジロ、ハシブトガラス)について南西諸島の集団を中心に主に諸島間でのDNA分析と形態学的分析、音声分析をおこない、南西諸島で繁殖する陸鳥ではそれぞれの種に特異な地理的パターンが遺伝的変異においても形態学的、生態学的変異においても見られることがわかった。またそのパターンは時として遺伝と形態、音声の間でも違うことが分かってきた。特に、リュウキュウコノハズクとヒヨドリ、キビタキは形態を基にした亜種の分布と遺伝的なクレードの分布が食い違うことがわかり(リュウキュウコノハズクはDNAと音声は一致する)、これら3亜種は亜種の再検討が必要なことが判明した。また、リュウキュウコノハズク、アカヒゲ、トラツグミ、イイジマムシクイ、キビタキ、ヤマガラは一部の亜種が他の亜種と非常に大きな遺伝的分化を起こしていることがわかった。種分化に関わる研究として、リュウキュウコノハズクとシジュウカラについてそれぞれ音声の分析とプレイバック実験をおこない、ハシブトガラスについては採餌行動の研究をおこなった。種分化を促進する要因として、緯度や環境に応じた形態的な適応と分化以外にも、近縁種の存否が音声における種認識の厳格さに与える影響、渡り行動の違い、採餌行動文化的な継承など種によって異なる様々な要因があることが示唆された。23年度はまとめの年として、日本鳥学会大会で「鳥の種分化と種分類」に関する公開シンポジウムを開催すると共に、原著論文や総説を多数執筆した。
平安・鎌倉時代における日本漢字音の記述的研究

本研究の目的は、平安・鎌倉時代の漢字音の実態を整理することであった。この目的の達成のために、次のことをおこなった。1.本研究の対象となる資料を、現在公刊されている目録類によって確認した。2.複製本の形で公刊されているものを購入した。3.原本の閲覧が許される図書館・文庫・寺社等に原本閲覧調査に出向いた。4.その結果得られた加点例を、中国音韻の体系に基づき韻別・漢字別に整理した。5.その際、どの様なコンテキストの中でその音で読まれていたのかを知り得るようにした。平安・鎌倉時代の漢字音資料というのは多種・多数であり、とても1年の研究で記述しきれるものではない。本年度は、訓点資料の漢字音の調査・整理と、それと対照的な女性が書いた仮名書き経の漢字音の整理を試みた。大量の漢字音資料の整理にはコンピュータを利用した。その整理に際して、当該音がどの様な文脈で使用されているかという観点を導入した。この点が従来の研究で最も欠けていたところである。本年度発表した研究成果は基礎資料の公表にとどまるものであるが、本年度の研究を通して、以下の点が明らかになった。1.同一時期の日本漢字音とはいっても、その様相はさまざまである。2.日本漢字音の整理にあたって、どの様なコンテキストの中での音であるのかを考慮に入れることが重要である。具体例・詳細は「11.研究発表」に記した論文のなかに述べた。
管内乱流中の固体粒子に働く力に関する研究

本研究は混相流のための基礎研究として計画された。固気二相流における粒子の挙動や圧力損失を予測する手法の一つとして、個々の粒子を追跡するラグランジュ型の数値シミュレーションが有効であることが認められ、本グループでも取り組んできた。しかし粒子の運動方程式を構成する場合、理想的な流れ場で得られた流体抵抗、揚力を用いて計算がすすめられるが、果たして本当にそのような力が働いているのか、また運動方程式の解の通りに粒子が運動しているかどうかの確認はほとんどなされていない。さらに粒子と壁の衝突にしても経験定数の与え方次第では計算結果は異なり、固気二相流のモデリングは現在一つの壁にさしかかっている。本研究課題では、混相流の数値シミュレーションの確立のための基礎として、1.粒子に働く流体抵抗2.粒子と管壁の衝突問題の問題を取り上げた。管内乱流中の、固体粒子が、きわめて非定常性の強い流れ場にあることに注目し、第1の問題に関しては、正弦波状の脈動流中に置かれた球に働く非定常抵抗について実験を行った。その結果、抵抗については高レイノルズ数の場合でも、非粘性および低レイノルズ数の場合の理論解と定性的に一致することが分った。すなわち加速時に抵抗は大きな値を取る。さらに球後流を測定した結果、後流域の幅が加速時に小さくなることも分った。第2の問題に関しては、鉛直管内における単一粒子の運動軌跡に注目し、粒子の性質や流れの条件が軌跡にどのように影響するかを調べた。その結果、粗大粒子の場合には壁との衝突の影響に比べると気流乱れの影響が二次的であることがわかった。混相流の数値シミュレーションの確率のための基礎データとして, 1.粒子に働く流体抵抗と2.粒子と管璧の衝突問題を取り上げた.1.管内乱流中の固体粒子が,極めて非定常性の強い流れ場にあることに注目し,第1の問題に関しては,脈動流中に置かれに球に働く非定常抵抗について実験を行った.その結果,抵抗については高レイノルズ数の場合でも,非粘性および低レイノルズ数の場合の理論解と一致することが分かった.即ち加速時に抵抗は大きな値を取る.さらに脈動流の球後流を測定したところ,後流域の幅は加速時には小さくなるという結果を得た.この結果は後流域の規模が大きくなるほど抵抗が増すという通常の結果と異なる.そこでさらに問題を深く追求するため煙による可視化を行い,加速時,減速時における球表面における流れの剥離位置を測定した.その結果,後流域の変化に比べ剥離位置は非定常によって大きく変わらないことが分かった.2.第2の問題に関しては,鉛直管路における単一粒子の運動軌跡をビデオカメラで撮影し,粒子の性質や流れの条件が軌跡にどの様に影響を及ぼすかを調べた.粒子軌跡の解析は,ビデオの画像をフレームメモリを介して,マイクロコンピュータに入力し処理することによって行われた.その結果,気流速度と粒子の形状および反発係数が管内における粒子の分布に大きな影響を与えることが分かった.すなわち,球形度がよい場合,反発係数や気流速度が小さい場合,粒子の分布は一般に管壁に偏る.気流速度が大きくなると,輸送管におけるわずかな変化,たとえば内径の長さ方向における変化が粒子輸送管におけるわずかな変化によって粒子の分布は管全体に一様化することが分かった.前年度の研究では、主に風胴内に固定した球の抵抗およびその後流に対する非定常の影響を実験的に調べたが、今年度は前年度の後半から始めた実際の管路内の粒子の運動に注目した実験を行った。まず、粒子が管内にとどまることなく輸送されるような最小気流速度を測定した。次いで、ビデオカメラで粒子の軌跡を撮影し、そしてその軌跡に基づいて管断面内における粒子存在位置、確率密度分布を求めた。得られた結果を要約すると以下の通りである。

1.粗大粒子の場合、粒子と管壁の衝突が管断面内での粒子運動に対して大きな影響を与える。2.管断面内での粒子運動と粒子の存在位置は気流速度や粒径などのほかに、粒子一壁面間の反発係数ならびに粒子の形状に大きく左右される。反発係数が大きいほど、あるいは粒子形状の非球形度が大きいほど、粒子は管断面内で均一に分布しやすい。3.気流の速度勾配と乱れは粒子存在位置の確率密度分布(粒子群を含んだ流れにおける粒子濃度分布に対応する)および管断面内での粒子速度成分に対して支配因子にならない。4.単粒子を輸送できる最小気流速度は、粒子の直径、密度だけでなく、粒子の形状にも依存する。長軸と短軸の比が1.211.30の範囲にある楕円体を用いた場合の結果は、球状粒子の場合の結果とそれほど違わないが、円筒ペレットのような極端な非球形粒子を用いた場合は、球状粒子に比べ、最小輸送速度がかなり低くなる。これらの結果は今後、固気二相流数値シミュレーションに有益な基礎情報を提供できるものと思われる。