hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工心臓血液適合性向上のためのメゾスケール解析方法の開発

人工心臓表面粗さの血液適合性への関与解明に関しては,内部にRaO.2およびRaO.8の二種類の粗さを付けた回転せん断負荷装置を製作し,牛血を用いて溶血試験を行った.その結果,RaO.2からRaO.8の表面粗さ間に溶血を惹起する閾値が存在することを確認した.試験対象となる人工心臓の開発としてラジアル型磁気支持方式を採用した磁気浮上遠心血液ポンプの開発を行った.溶血試験が可能な最大外径87mm.高さ56mmの磁気浮上遠心ポンプを開発し溶血試験を行った.溶血試験は成山羊新鮮血500mlを閉鎖回路に封入し4時間ポンプを駆動し,NIHを算出した.その結果結果,本磁気浮上ポンプは0.0043g/100Lを示し,非常に優れた溶血性能を示し,本研究に使用可能な人工心臓の開発が行えた.また,メゾスケール流れ可視化のために顕微鏡下でメゾスケール流れを観察可能なマイクロ流路をMEMS技術を用いて製作した.数値流体解析では、血液流れに適した手法と考えられる粒子法(SPH法)を用いて赤血球および血漿すべてを粒子の集団として記述する二次元Two-way粒子法を開発した。その手法を用いて、赤血球の基本的な挙動であるTank Tread運動や軸集中現象を解析し、実験結果と比べ妥当な結果を得ることができた。昨年開発したOne-way粒子法に比べ、赤血球の変形などを正確に表現できるため、赤血球にかかるせん断応力のより正確な評価が可能となると考えられる。可視化法に関してはマイクロスコピックビデオシステムのレーザ照射装置の改良を行った.2倍の大きさの回転せん断負荷装置の空間速度分布の計測を行い,600rpm(実機4000rpmに相当)の場合に粗さの違いで速度分布に影響がでることを確認した.人工心臓表面粗さの血液適合性への関与解明に関しては,せん断負荷装置を用い,三種類の粗さの影響を新鮮牛血の溶血試験で調べた.溶血量の平均値(n=8)は,Ra0.1μmでは5.4mg/dL, Ra0.35μmで7.9mg/dL, Ra0.8μmで12.2mg/dLと,Ra0.1μmとRa0.8μmの間の有意差はP≦0.005で,新鮮牛血においても溶血を惹起する閾値が認められた.試験対象となる人工心臓の開発として磁気浮上遠心血液ポンプの開発,改良を行った.最適化設計を行うことで,種々の試験に対応できるよう,ポンプ性能の向上,高効率化を図った.その結果,血液拍出時に最大揚程254mmHg,最大流量12.7L/minのポンプ特性を達成し本研究に使用可能な人工心臓の開発が行えた.メゾスケール流れ可視化のために顕微鏡下でメゾスケール流れを観察可能なマイクロ流路をMEMS技術を用いて製作した.幅100μm,深さ80μm,壁面疑似粗さ山高さ10μmのマイクロ流路が作成できた.数値流体解析では、昨年度開発したTwo-way粒子法(SPH法)を三次元に拡張した.三次元のTank Tread運動を解析した結果,血球膜の三角分割モデルは膜の変形能に与える影響が大きすぎ,二次元と同程度の変形のみ観測可能であることが分かった.今後,血球膜のモデルを改良し,より現実に近い赤血球モデルに改良していく.可視化法に関しては,マイクロスコピックビデオシステムの撮影感度を向上させ,回転せん断負荷装置の空間速度分布を10μm粒子をトレーサとして計測した.その結果,実機1000rpm相当時では,内筒への粗さ付加により乱れが増加することを確認した.また,粗さの付加方法により乱れの増加が変化することを確認した.
近世ドイツの商業都市とヨーロッパ国際商業に関する研究

平成17年度は、個別的な研究を進めるとともに、研究全体を報告書にまとめる作業を合わせて行なった。まず個別的な研究では、以下の二つの成果が刊行された。(1)「ハンザ後期のリューベックとバルト海地域」、(2)「中世後期・近世初頭におけるハンブルクの商業発展と大陸内商業」である。(1)は中世後期から近世初頭にかけてのリューベックのバルト海を舞台とした国際商業上の役割を取引相手地域の面からやや長期的に考察したものであり、研究自体は平成16年度に行なわれたものである。(2)は同じく中世後期から近世初頭にかけての広域的な商業の広がりをハンブルクについて検討したものであり、大陸内部との商業関係に考察の比重が置かれている。これまでハンブルクは、海上商業の拠点として取り上げられることが多かったが、ここではエルベ川の永路などで結ばれる大陸内部との商業関係に光を当て、海洋世界と大陸内部とを結びつけるハンブルクの国際商業上の役割の一端を浮き彫りとすることができた。研究全体の報告書の作成は、これまで刊行されたリューベックとハンブルクに関する論考と合わせて近世のライプツィヒ商業に関する一章を設けてまとめがなされた。大市開催都市であるライプツィヒについては、東西ヨーロッパ間商業の結節点としての役割に焦点が当てられている。かくして報告書の内容は、近世ドイツ国際商業の実態の一端をリューベック、ハンブルク、ライプツィヒの三都市を中心とする通商網の広がりという面からまとめたものとなっている。また、これまでの簡単な研究史を踏まえながら、ドイツ国民経済形成過程において国際商業ならびにその結節点となった商業都市が担った役割に改めて注目する必要はありはしないかとの指摘を行なった。今年度は、中世後期・近世初頭のリューベックとハンブルクの両都市を中心とした商品流通について考察を進めた。研究の中心となったのは、(1)以前から着手していた1500年前後のリューベック・ハンブルク間ルートを利用したバルト海・北海間商業の実態分析と、(2)ハンザ盛期・後期のリューベックにおけるロシア・リーフラント商品の取引状況の解明である。まず(1)については、リューベック商人の「申告証書」を史料として分析の対象とした。リューベック・ハンブルク間ルートを利用したバルト海・北海間商業の解明は、史料的制約もあり、我が国においてのみならずドイツ本国においても研究が乏しい。この点で、本研究は、近世ヨーロッパの国際商業及びドイツ・ハンザに関する知見を一歩深めるものであるといえる。分析の成果は、ハンザ後期のリューベックとハンブルクを中心とした北欧商業の展開という問題と結びつけて考察され、「日本ハンザ史研究会」(2003年6月)と「国際商業史研究会」(2003年7月)において史料紹介とあわせてその成果を報告した。(2)については、既存の研究成果と報告者自身の関税(ポンド税)台帳の分析結果、さらには(1)の成果を用いて、リューベックの東西ヨーロッパ間国際商業において対ロシア・リーフラント商業及びこれら地方の物産が担った役割を検討した。(2)の独自の成果としては、ハンザ期リューベックにおける対ロシア・リーフラント商業の重要性を数値的史料を用いて具体的に裏づけ、その実態の一端を明らかにすることができたこと、及び蜜蝋という重要でありながらこれまでわが国でほとんど焦点を当てられてこなかった商品について、ドイツの研究に依拠しながらその生産や商業に関するわが国における知見を深めたことが挙げられる。その成果は裏面に挙げた図書において発表の予定である。平成16年度は以下の二つの成果を得た。(1)「ハンザ後期のリューベックとバルト海地域」、(2)「ハンザ転換期におけるバルト海情勢と商業-ハンザ・オランダ・デンマーク」の二点である。(1)は、中世後期から近世初頭にかけてのバルト海地域を舞台とした海上商業をリューベックに視点を置きながらやや長期的に検討したものであり、欧米の文献ならびに筆者のこれまでの研究成果を再構成しながら関税台帳などの統計的データを活用しつつ検討を行なった。

その意図は、リューベックを中心とするバルト海沿岸ドイツ商業都市の国際商業展開の方向性を探ることにあり、検討の結果、近世に向けてリューベックが東西ヨーロッパ商業の結節点からバルト海域内商業、とりわけバルト海南西海域という狭い海域の中心港へと商業上の性格を変化させていたことを具体的に確認することができた。その成果は平成16年度の市場史研究会秋季大会において報告された。(2)は、ドイツ・ハンザが発展から停滞・衰退へと至る時期(14世紀後半-15世紀前半)の国際情勢を考察したものであり、ハンザ衰退以降のドイツ港湾都市が国際商業を展開していく上で前提となる政治・経済的条件の変化の一端を明らかにしたものである。この時期の商業の前提となるバルト海情勢に関する研究はこれまでわが国では十分でなく、その意味で本研究はヨーロッパ国際商業に関する知見を僅かではあれ深めることに貢献できたかと思う。なお、その成果は『長崎県立大学論集』第38巻第4号に掲載の予定である。そのほかの研究としては、18世紀ライプツィヒの国際商業に関する考察に着手し、プロイセンの勢力が拡大していく中でのドイツの内陸地域における国際商業の展開について研究を継続中である。平成17年度は、これまで本研究の中心をなしてきたリューベックの商業に関する研究に加えて、近世のハンブルクとライプツィヒに関する研究のとりまとめを行なった。研究成果として公表された論文は以下の二つである。(1)「ハンザ後期のリューベックとバルト海地域」、(2)「中世後期・近世初頭におけるハンブルクの商業発展と大陸内商業」。まず(1)は、昨年度「市場史研究会」において報告した内容を論文に取りまとめたものであり、14世紀から17世紀までのリューベック商業の長期的な動向と変化について、同市を中心とする市場圏という側面から分析を行なった。(2)は、ハンザ後期のハンブルクの商業について論じている。大西洋経済の時代にリューベックとは対照的に大きく発展していくハンブルクのヨーロッパ国際商業内部での役割について、ヨーロッパ大陸内部との取引関係に焦点を当てながら検討を行なった。またライプツィヒについても、同市のハンブルクとポーランドとの取引関係に焦点を当てながら、ライプツィヒ大市の東西ヨーロッパ接続機能を浮き彫りとしながら、この都市のヨーロッパ国際商業内部における役割について検討を行なったが、この成果についてはまだ公表はされておらず、本研究の成果報告書のなかで(第4章)公表される。さらに昨年度は研究の最終年でもあるので、研究成果報告書の取りまとめも課題の一つとなった。その内容は、これまで公表した論文とライプツィヒに関する未刊行の成果を合わせて本論としたものであり、また結論部分においては、ドイツ国民経済の形成を視野に入れて、本研究で扱った商業都市のドイツ国民経済に関するわが国での議論の中での位置づけについて触れ、これらのいわゆる「ハンザ・メッセ都市」をもっと積極的に評価していく必要がありはしないかとの見通しを述べた。
コラゲナーゼ注入脳内出血モデルの自然経過および運動療法の効果に関する研究

1.脳出血モデルの作成と経過観察ラット線条体中央部にコラゲナーゼ(type IV)を微量注入して脳出血モデルラットを作成し、4週後まで、運動機能評価(自発回転、角材歩行、前肢把握、後肢引き戻しの4項目)を実施し、ニッスル染色およびGolgi-Cox染色による組織学的検索を術後4週まで行った。運動機能評価点数は、術後12週以内に大きく減少(回復)し、その後の改善は少なかった。術後12週で、注入側線条体の中心部に壊死巣がみられ、その周囲には炎症性細胞の浸潤、脳室の拡大がみられた。Golgi-Cox染色では、注入後24週で、非出血側で樹状突起の複雑化が認められた。2.トレッドミル運動による運動機能改善効果の検討脳出血後、トレッドミル運動を実施し、機能改善効果を調べた。速度9m/minで、出血後414日目まで毎日30分間行い、出血後421日目まで行う群と比較したが、運動期間の長短で差はなかった。また、術後814日までの速度を13m/minに増加させると、改善傾向が高まる傾向を示した。なお、機能回復は特に前肢把握において大きな改善効果がみられた。3.トレッドミル運動効果の組織学的検討ニッスル染色像では、脳実質の空洞化、脳室の拡大、大脳皮質の萎縮がみられたが、特に線条体の残存面積は、トレッドミル運動の有無に無関係であった。また、大脳皮質運動野では、健常側の7割程度に薄くなっていた。また、トレッドミル運動を実施すると、運動前野/補足運動野でその萎縮抑制効果を認めた。逆行性トレーサー(Fluoro-Gold)を用いて,皮質脊髄路の障害を解析すると、出血側で、標識錐体細胞が健常側に比べ、非常に少なくなっていた。トレッドミル運動を行ってもその数に差はなかったが、運動を行った場合、Fluoro-Goldの取り込みが強く、樹状突起が明瞭に観察できるものもあった。・脳出血モデルの作成と経過観察:Rosenbergらの方法に準じて脳出血モデルラットを作成した。手術後4週まで、Del Bigioらの方法で行動評価を実施した。出血から1,2,4週後には、深麻酔下にて脳を灌流固定し凍結切片を作成しH-E染色とGolgi-Cox染色に供した。行動評価の合計点数は脳出血後、12週以内に大きく減少(機能回復)し、その後はあまり変化(改善)を認めなかった。H-E染色像では、術後1,2週で、注入側線条体の中心部に壊死巣がみられ、その周囲には炎症性細胞の浸潤、脳室の拡大がみられた。また、4週では壊死巣の組織が消失し、空洞化していた。Golgi-Cox染色による運動野樹状突起の観察では、注入後24週で、非出血側で樹状突起の複雑化が認められた。先頂樹状突起の長さには差がなかった。・トレッドミル訓練による運動機能改善効果の検討:本モデルに出血後414日にトレッドミル訓練(9m/min,30min/day)を負荷した。出血から2ないし3週の時点で、訓練を行わなかった群に比べ有意に機能改善を示した。・神経細胞障害の初期像(dark neuron)の経過

解析:ラットの脳内(海馬)へ興奮性神経毒(イボテン酸)を注入する神経細胞死モデルと長時間の水泳ストレス負荷を与えるストレス障害モデルにおいて、DNが出現することを確認し、免疫組織化学と電子顕微鏡を用いて、これらのDNの経過を解析して細胞死との関係を明らかにした。この結果から出血モデルに対し早期から運動刺激が与えることが神経機能の回復に悪影響をもたらさないか、今後dark neuronの解析を含めて検討したい。1.トレッドミル運動による運動機能改善効果の検討脳出血モデルにトレッドミルによる運動訓練を実施し、運動機能の改善効果を調べた。速度9m/minで、出血後414日目まで毎日30分間行い、運動負荷の期間による影響を調べるために、トレッドミル運動を1週間延長し、出血後421日目まで行う群と比較した。出血1週間後、有意な改善を示し、特に前肢把握において大きな改善効果がみられた。しかし、運動期間の長短で差はなかった。また、術後414日までのトレッドミル運動を、414日まで9m/minで行う群と、47日までは9m/min、814日まで13m/minと速度を増加する群とで比較したところ、速度を増すことで、より改善傾向を示したが、統計的な有意さは認めなかった。2.トレッドミル運動効果の組織学的検討ニッスル染色像では、脳実質の空洞化、脳室の拡大、大脳皮質の萎縮がみられたが、特に線条体の残存面積は、トレッドミル運動の有無に無関係であった。しかし、大脳皮質の厚さは、運動前野/補足運動野,前肢および後肢に関連する一次運動野/体性感覚運動野の3領域で、健常側の7割程度に薄くなっていた。また、トレッドミル運動を実施すると、運動前野/補足運動野で萎縮抑制効果を認めた。しかし、前肢および後肢に関連する一次運動野/体性感覚運動野では認められなかった。逆行性トレーサー(Fluoro-Gold)を用いて,皮質脊髄路の障害を解析すると、出血側で、標識錐体細胞が健常側に比べ、非常に少なくなっていた。特にブレグマより前方では,標識細胞がほとんど認められなかった。またトレッドミル運動を行っても数に差はなかった。しかし、運動を行った場合、Fluoro-Goldの取り込みが強く、樹状突起が明瞭に観察できるものもあった。
DNAミスマッチ塩基対修復に欠損を示すヒト集団の検出

本研究ではヒト集団中のミスマッチ修復(MMR)活性に異常を示す集団を検出することを目的として、MMR活性測定系の確立を第一の目標として本年度の研究を行った。MMR活性の検出はM13ファージのヘテロディープレックスDNAを用いる方法に従って行うことにして、lacZ遺伝子内のDNA塩基配列が1塩基対のみ異なるものを用意した。その内一方はlacZ遺伝子の活性があるが他方は活性が無いように組み合わせた。一方のファージについては単鎖環状DNAを抽出し、他方のファージからは二重鎖環状DNAを精製した。二重鎖環状DNAを一カ所のみで切断する制限酵素で切断し、二重鎖線状DNAにし、単鎖環状DNAと混合した後高温で二重鎖を変性させた。この混合液を低温に戻しDNA鎖の焼き戻しを行うと1塩基のミスマッチを含むヘテロデュープレックスDNA(HD)が形成される。このHDを精製しMMRアッセイの基質とし、ヒト細胞抽出液と反応させた。MMRを受けるとミスマッチが修復されるのでそのDNAから出現するファージはどちらかの塩基配列に対応する形質を示すために、lacZ活性があれば青色のプラークを、活性が無ければ白色のプラークを作る。MMRを受けないとHDはそのまま残るので2種の塩基配列をもったファージの混合したプラーク、すなわち青、白混合プラークが形成される。反応の前と後の青白混合プラークの数を比較することによってヒト細胞抽出液中のMMR活性を測定できる。G:Gミスマッチを持つHDを基質としていくつかのヒト細胞株についてMMRを測定したところ、MMR活性を持つことが知られているHeLa細胞ではほとんどのHDが修復されたが、MMR関連遺伝子に異常を示すPA-1細胞では半数以下のHDしか修復されなかった。現在我々が樹立した食道癌細胞(KYSE)について解析を進めている。
特定地域における高齢男子の下部尿路症状の自然史の縦断的検討

前立腺肥大症の自然史を明らかにする目的で、北海道島牧村在住の4079歳の全男性住民を対象に約15年間の縦断的検討を行なった。初回受診者319名のうち185名(58%)が2007年2008年の再調査時点で生存しており、うち135名(73%)が受診した。経直腸的超音波断層法により判定した前立腺内部構造は将来の前立腺容積の増大を予測する最も強い因子であった。また、前立腺サイズ、下部尿路症状の重症度および最大尿流率の低下は、将来的に前立腺肥大症に対する治療を受けることになる危険因子であることが示された。1.検診実施体制の確立:平成19年度は島牧村役場福祉課主催、札幌医科大学泌尿器科協力という実施形態で島牧村における前立腺検診を開催することが可能となった。実施にあたり、島牧村在住の40-79歳男性の名簿の作成と初回検診受診者の抽出を行った。2.予後調査:予後調査の結果、初回検診受診者319例のうち185例(58%)が生存、96例(30%)が死亡、34例(11%)が転出、4例(1%)が不明であった。3.野外活動の実施と受診勧奨活動:2007年2月から2008年2月までに合計8回の前立腺検診を実施し、合計214例が受診した。このうち、初回検診受診者は135例(73%)であった。第3回から第8回検診まで、ダイレクトメールや電話による受診勧奨を行った。一年が経過し受診可能者がいなくなったため(受診拒否の意思表明例、身体的理由により受診不可能例、長期出稼ぎ例)、野外検診を終了とした。4.前立腺がん:今回の検診前に前立腺がんが診断されていた7例を除いた207例中23例がPSA異常者(PSA≧4.0)であり、16例(70%)に前立腺生検を施行した。最終的に前立腺がんは5人に見つかり、受診者に対する前立腺がんの検出率は2.4%(5例/207例)であった。5.死亡者の既往歴の調査:初回検診受診から今回の調査の間に死亡した96例の既往歴調査を行った。島牧村在住の遺族に対し、電話調査を行った。55例で連絡が可能、22例は不可能であった。今後、残りの19例について調査を行う予定である。また、死亡前の入院施設・通院施設への病歴調査を行っている。6.結果の報告:縦断的検診結果をもとに、2008年3月26日に欧州泌尿器科学会にて結果の一部を報告した。これは、経直腸的超音波断層法により前立腺内部構造を分類することが可能であり、カテゴリー毎に将来の前立腺容積の変化の程度が異なることを示したものである。1)検診実施終了:2007年2月から2008年2月までに合計8回の前立腺検診を実施し、合計214例が受診した。2)予後調査:予後調査の結果、初回検診受診者319例のうち185例(58%)が生存、96例(30%)が死亡、34例(ll%)が転出、4例(1%)が不明であった。96名の死亡者のうち50名の家族より生前の泌尿器科疾患受診歴の調査が可能であった。3)前立腺がん:16例に前立腺生検を施行した。最終的に前立腺がんは5人に発見された。4)縦断的結果:経直腸的超音波断層法により判定した前立腺内部構造は将来の前立腺容積の増大を予測する最も強い因子であることを証明した。また、前立腺サイズ、下部尿路症状の重症度および最大尿流率の低下は、将来的に前立腺肥大症に対する治療を受けることになる危険因子であることを示した。5)結果の一部は、第96回日本泌尿器科学会総会、第364回泌尿器科北海道地方会、第15回日本排尿機能学会、Internanonal Continence Society 38th AnnualMeetingで報告した。
「作品における制作する手の顕在化」をめぐる歴史的研究

4年次の本年度は研究のとりまとめを主として行い、「作品における制作する手の顕在化」の歴史的研究という課題について、近世初頭から20世紀に至る包括的な成果を得た。作品の造形要素と作り手の創造行為を関連づける態度は、15世紀イタリアの素描や16世紀初頭ドイツのエッチング等に萌芽がみられる。16世紀中頃には、荒い筆致で油彩画を描く手法が注目されるようになるが、17世紀ネーデルラントでは荒い筆致に適した主題が模索され、続く、18世紀フランスでは荒い筆致が画家の霊感の表現にふさわしいとみなされるようになったことが確認される。一方、巨匠の手に対する現在とは異なる判断基準が存在したことも、看過しえない。17世紀以降、油彩スケッチを美的に捉える態度も形成された。先鞭をつけたのは若きルーベンスで、注文獲得の戦略として美的鑑賞に耐えうる油彩モデッロを制作した。その後、精緻な仕上げを重視する傾向にあった19世紀フランスのアカデミーにおいて、画家たちは油彩スケッチにおいて先進的な表現を模索し、イギリスでは、コンスタブルの自然観察に基づく油彩スケッチが、自然への誠実さという宗教的美徳をも備えたものとして評価された。制作する手の動きを端的に示す筆致を率直さや誠実さに結びつける態度は、前衛画家セザンヌにも認められる。セザンヌはアカデミー風の精緻な仕上げを虚飾と排し、芸術家の個性や感情を示す生の筆致こそ芸術のあるべき姿とした。その後、フォシヨンは、機械生産の進む時代に手仕事を重視する立場から、芸術的創造行為における手の積極的役割を主張したのである。「作品における制作する手の顕在化」がさほど顕著でない前近代の日本でも、中世仏教彫刻の造像銘記から仏師の手に対する当時の認識を観取しうる一方、近世世俗絵画には、一作品のなかで意図的に複数の画派の描法を使い分ける作例も存在するなど、興味深い事例が確認された。これまでの3年間の調査研究を受けて、4年次にあたる本年度は、研究のとりまとめと成果公表を重点的に行った。従来の研究チームに加えて、昨年度、新たに4名(州立シュトゥットガルト美術アカデミー教授ニルス・ビュットナー、アムステルダム国立美術館グレゴール・ヴェーバー、ビクトリア&アルバート美術館マーク・エヴァンズ、ダラス美術館ニコル・マイアーズ)を共同研究者に選定して研究態勢の補強をはかった結果、研究課題に関する切れ目のない包括的な知見を得ることに成功した。本研究は、研究成果を国内外に広く発信して多くの研究者と意見交換を行うとともに、その成果を社会に還元することを重視している。こうした立場から、研究成果の公表にあたっては、一般聴衆にも開かれた国際コロッキウムKyoto Art History Colloquium: Appreciating the Traces of an Artist's Handを開催した(2016年9月25日、京都大学文学研究科)。本コロッキウムでは、当初からのメンバーに加えて、上記の新規共同研究者4名も各々研究成果を発表した。インターネットやチラシ等を用いて広く告知したこともあり、全国から多くの研究者が参加し、また、近畿圏の諸大学の学生も複数聴講に訪れるなど、社会への情報発信という点で有意義な企画であったと判断される。コロッキウムの成果は、日本、アメリカ、ヨーロッパの多数の研究機関に蔵書されている京都大学文学研究科美学美術史学専修の英文紀要Kyoto Studies in Art Historyの第2巻として、2017年の3月に刊行した。また、日本美術に関する論文を中心に掲載した日本語論集も併せて刊行した。2論集所収の論文は、京都大学学術レポジトリにも掲載する予定である。以上のような状況から、研究はおおむね順調に進展していると判断される。「次年度使用額が生じた理由と使用計画」の項目でも述べるように、本科研は、平成25年度から平成28年度までの4年間を、当初の研究期間としていた。しかし、平成28年度、学術行事開催に際して行った経費節減の努力が功を奏し、学術研究助成基金助成金に余剰が得られた。そのため、この余剰した学術研究助成基金助成金を有効に活用して、より高次な研究成果を得るために、科学研究費助成事業補助事業期間延長承認申請を行い、これが認められたのである。本科研に関する研究成果のとりまとめと公表は、平成28年度に一応は終了している。そこで、新たに研究期間として認められた平成29年度には、より高次の成果を得るため、平成28年度に取りまとめた研究成果に関する追加研究を行う。具体的には、平成28年度末に刊行した2冊の成果論集(Toshiharu Nakamura (ed.), KyotoStudies in Art History, vol. 2, Appreciating the Traces of an Artist's Hand, 2017;中村俊春編『作品における制作する手の顕在化をめぐる歴史的研究』2017年)を国内外の研究者に周知し、その批判を得ることで、研究成果のさらなる精錬に努める。関連する美術品の追加調査については、西洋美術史・日本美術史それぞれを専門とする研究分担者が中心となって、効率的な実施をめざす。それと並行して、平成29年度に新たに刊行される美術史研究の最新の成果を網羅しつつ、本科研の研究成果全般を総括し、その展望を示す総論を執筆する予定である。この総論により、本科研の研究成果の美術史学における位置づけを明確にするとともに、一つの研究モデルを提示することができると考える。

そこで、この余剰した学術研究助成基金助成金を有効に活用して、より高次な研究成果を得るために、科学研究費助成事業補助事業期間延長承認申請を行って、これが認められた。そのため、新たに、平成29年度には、平成28年度に取りまとめた研究成果に関する追加研究を行うこととした。具体的には次の通りである。まず、平成28年度末に2冊の論集によって公表した研究成果については、近々、反響が寄せられると想定されるので、そうした反響も視野にいれつつ、国内外の当該作品についての補助調査を進め、必要によっては、関連分野との研究者との情報交換を行う。そのための国内外旅費を使用する計画である。また、平成29年度に新たに刊行される美術史研究の最新の成果を網羅しつつ、本科研の研究成果全般を総括し、その展望を示す総論を執筆する予定である。そのための図書費および英文校正料も使用する。研究の出発点として、西洋の近代以降の絵画では、色彩そのものの美的効果が重視されるとともに、描くという行為そのもの、すなわち、絵の具を画面に置く画家の作業に対する関心が強まり、制作する手の痕跡が前面に出てくることとなったという事実を確認した。そして、こうした近代における絵画の描写方法の変容にとって少なからぬ影響を与えたとされる、17世紀のフランドル、およびオランダ絵画を取り上げて、同時代の美術批評において、絵の描写方法が、どのように識別され、評価されていたのかを、主として中村が考察した。その結果、17世紀当時には、前世紀以来の伝統を踏まえて、画家の描写方法は、透明な絵の具を細かい筆致で薄く塗り重ねて描く「精密な様式」と、色斑や粗い筆触で描き、絵の具の厚みのある非均一的表面を有する「粗い様式」の二つに大別されており、様式の相違による絵画を見る適切な距離への配慮、あるいは、描かれる主題に合わせた様式の選択の問題など、興味深い議論が展開されていたことが明らかになった。一方、平川は、16世紀後半から17世紀前半のヨーロッパで流行した、銅板や石板などの特殊な素材に描かれた絵画について、調査研究を行った。こうした特殊な絵画形態においては、描かれたイメージと「制作する手」の痕跡との関係は、通常の板やカンヴァスに描かれる油彩画とは異なった様相を示す。銅板油彩画では、銅の滑らかな表面を利用して筆触は徹底的に隠ぺいされたのに対し、石板油彩画では、石紋の一部が絵具を塗られることなくむき出しのまま絵画表現に流用されることにより、「画家の筆の跡」が「自然の生み出した造形」と対置して鑑賞されることになる。こうした、特殊な支持体を利用しての諸々の試みは、一風変わった「制作する手の痕跡」を求める美術愛好家たちの嗜好を反映していると推測されるので、この点についてさらに研究を進めたい。研究の2年目に当たる本年度も、昨年度に引き続いて、研究代表者、研究分担者、連携研究者が、「制作する手の顕在化」の問題に関連する各自の研究テーマに即して、資料収集、作品調査を行った。また、中村俊春、平川佳世、根立研介、永井隆則、および吉田朋子が、これまでに進めた研究内容をまとめた中間的な研究発表を一般公開の形で行い、研究の進捗状況を確認するとともに、さらなる展開にとって必要かつ重要な視点について議論した。
分子生物学的手法を用いたチンパンジーの社会構造の比較と種分化に関する研究

本研究は、1.チンパンジー社会の下部構造であるパーティーの形成パターンとその形成要因を明らかにすること、2.チンパンジー生息域東南端であるタンザニアにおいて、個体群間・個体群内の遺伝的変異を明らかにするとともに、チンパンジーの種分化について明らかにすること、の2つを目的としている。今年度は、これまでに採集された試料の分析をおこなった。非侵襲的に採集された試料(チンパンジーの糞・毛)からDNAを抽出したのち、ミトコンドリアDNAのコントロール領域についてシークエンスをして、個体群間・個体群内の変異を調べるもととなるデータを集めた。その実験の過程で、ヒトDNAの混入がチンパンジーDNAの目的領域をシークエンスする際に阻害原因となることがわかり、ヒトDNAを試料から除く方法について、新しい実験系を考案した。非侵襲的試料は、野生個体を捕獲しないでDNAを採集し、遺伝的解析がおこなえる画期的な方法であるが、血液から抽出したDNAに比べて濃度が低い。また、採集時の状況によっては、ごく微量のDNAしか抽出できない場合もある。そのような試料へヒトDNAが混入すると、チンパンジーDNAとともにヒトDNAがPCRで増幅されるために、シークエンスでチンパンジーDNAの配列を読む時に邪魔になる。そこで、PCRの前に制限酵素でヒトDNAだけを切る配列を見つけ、ヒトのPCRを途中で終わらせることにした。この方法で、ヒトDNAが混入した試料でも、ヒトDNAを除いて、分析を進められることがわかった。この内容については論文にまとめているところである。
契約解除による債権者の状態回復とリスク配分論からのその限界

売買契約が解除された場合、両当事者は原状回復義務を負うとされる。では、この原状回復における「原状」とは、どちらの当事者のいつの時点の状態を意味するのか。日本民法第545条1項本文は、相手方すなわち返還債権者の側の状態を回復すべしとする。しかし、なぜ債権者の側の状態回復なのか。そうした状態回復を返還債務者に義務づけることに限界はないのか。本研究では、返還債務者たる買主が受領物の滅失損傷といったリスクを負担する場合の「負担の程度」問題など、我が国では未だ本格的議論のない各論的問題の分析を通して、これまで、「原状回復=債権者の状態回復」とされてきたことに対し、新たな視座を提供することを試みる。
工学系話し言葉コーパスの構築及びそれに基づく教材開発支援

本研究の目的は、工学系留学生の研究生活を支援するための教材開発の元となる「工学系話し言葉コーパス」を構築し、工学系留学生を擁する国内外全ての教育機関、および教育関係者に資するべく、コーパスデータを元にした日本語教材開発支援として、多言語対訳付きの語彙リストの作成を行うことである。従来の工学系日本語教材は、日本語中上級学習者を対象とした「論文読解」ならびに「論文作成」のための日本語教育が中心であった。しかし、本研究は留学生の日本における研究生活全般を包括的にサポートするという視点から、研究室内での実際のやりとりに基づいた「工学系留学生を取り巻く日本語使用の実態」を明らかにすることを目指して行った。このような視点と方法は今までにない全く新しいものである。具体的には3つのステップに分けて研究を進めた。ステップI:工学系の4つの分野(電気系工学、都市計画、都市環境工学、建築学)のフォーマルな場面における日本語の自然発話を音声データとして収録、文字化し、「工学系話し言葉コーパス」を構築した。ステップII:工学系日本語教育教材の開発支援を念頭に、構築したコーパスを用い、語彙レベル、構文レベルによる言語学的な分析、発話内容における質的な分析を行った。その成果を各学会で発表した(科研報告書を参照)。ステップIII:工学系留学生用日本語教材開発支援のリソースとして、コーパスで観察された使用頻度が高い語彙の多言語対訳語彙リスト(日本語・英語・韓国語・中国語)」を作成、公開した。また、研究成果の利用をより広く可能にするために、コーパスのデータに基づいた「文構造表示機能付き対訳語彙検索システム」を開発し、公開に向けて準備を進めている。検索システムの機能としては、日本語と英語・中国語・韓国語の対訳語彙検索、例文検索、及び例文を含む日本語文の文構造の表示が挙げられる。
データサイエンスの基盤：クラウドを活用したDandDインスタンスライブラリの構築

データサイエンスの基盤確立を目指した基礎研究を行うとともに,その成果を活用した高度なデータサイエンス実践をサポートするソフトウエア環境TRADを構築した.TRADはTextilePlot, R, DandDを統合したデータ解析環境であるが,さまざまな形態でネットワーク上に存在するデータを自己説明的に併用するためのメディアとして, DandD (Data and Descrtion)を採用し,ニュートラルなデータ可視化をTextilePlotで,高度な解析とモデリングをRで行うシームレスな環境である.厚労省の患者調査データをDandDライブラリ例として構築し,公開している.データサイエンスの基盤として研究を進めたきたDandD (Data and Description)ルールをさらに深化させることで,より高度なデータサイエンス実践の環境を作りあげることを目的として本研究を開始した.まず,現存のDandDサポートシステム再構築の検討をおこなった.現在のクライエント・サーバシステムの形態は,コンピュータの能力の発達によりその必要性は薄れてきており,クラウド環境での利用も考えると,スタンドアローンなシステムに移行する必要がある.また,汎用性を考えるとWebベースのユーザインタフェースに利点があるが,高次元大規模データに対しては解像度,柔軟性,効率性など数々の問題があるため,これまでDandDと関連づけながら開発してきた高次元視覚化ソフトウエアTextilePlotをユーザインタフェースとして採用したほうがよいとの結論を得た.また,これまでDandDと解析ソフトウエアRの連携は,独自のブラウザを介してであったが,この機会にDandDサーバの機能の一つとして実装することにした.そこで,まずTextilePlotをユーザインターフェースとしたDandDサーバにRへの橋渡しをする機能を持たせたTRAD ( TextilePlot, R and DandD )として統合したシステムを構築した.ハイパーリレーションの実装やDandDインスタンスライブラリーの構築をはじめとする数々の研究課題はこのシステム構築と平行して進める.本年度はまず,DandDサーバにプロセス間通信を通じてRを呼び出す機能を実装し,東証株価データを題材として, Fama-Frencch 3ファクターモデルの有効性を検証する実験をおこなった.さらに,TRADとして統合した.現在,データサイエンスのインフラストラクチャとしての評価をおこなっているところである.データサイエンス実践基盤確立のため,これまでのDandD (Data and Description)ルールをさらに深化させ,より高度なデータサイエンス実践の環境を提供することが本研究の最終目的である.本年度は,前年度までに構築したインターデータベース支援環境TRAD ( TextilePlot, R and DandD )の一層のブラッシュアップを図るとともにその実証実験を行った.そのことで官公庁の公開データを中心に豊富なDandDインスタンスライブラリ構築も促進できた.また,その過程で新たな研究課題として浮かび上がってきた,空間自己回帰過程の新たな推測法の開発や,外れ値に対して頑健な最小距離推定法の理論的な裏付けなど,理論面の研究も併せて行なった.インターデータベース支援環境TRADは汎用な高次元可視化手法TextilePlotを基本的なユーザインタフェースとしているため,重要でありながらこれまで容易ではなかった,データ解析を始める前にデータを総体的に眺めるチェックが自然に行えるようになり,Rとの緊密な連携も相まってより自由で高度な解析が適切に行える環境としてかなり完成の域に近づいた.その過程で,さまざまな非正規なデータの正規化,適切なデータ解析に必要なデータ型,Rへの受け渡しをスムーズにするために最低限必要な属性など,さまざまな知見が得られたほか,IDの扱いやビッグデータに対応するためのアルゴリズムの改良など,プログラミングレベルでの様々な知見も得られた.TRADは,すべてJAVA言語で書かれているため,さまざまなOSの元で稼働でき,クラウド技術の進歩と相まって,巨大なデータに対しても十分その機能を発揮できることが確認できた.特に空間データや生態系のデータなど,さまざまな広がりをもった大規模なデータに関して,その威力を発揮する.クラウド技術の発展やプログラミング技術の発展,計算環境の改善,大規模な実データの入手が容易になったことなどで,研究計画の進行が加速された.また,国内外の研究者との緊密な連携がはかれたことも,研究計画実施を加速した.初年度に,これまでのクライエント・サーバシステムを脱却し,スタンドアローンのTRADに作り替えたことも,その後の研究促進に大きな力となった.さらにいうならば,著書「データ分析とデータサイエンス」の執筆や,各方面からの注目度の向上も,本研究のモチベーションを保つ上でおおきな力となった.本研究の最終年度である平成28年度は,これまでの研究成果を集大成するとともに外部の研究者の評価を受け,それを成果に反映することに重点を置いて研究を進めた.前者は,データサイエンス実践に当たりいつも最初の障害となる「データの変容」を理論面から強力にサポートするソフトウエア環境として集大成されており,数十万記録,数千変量のデータでもストレスなく扱うことができる.またTextilePlotよる中立な視覚化により,データの背後に潜む現象を直観的に捉えることができるようになった.さらに,TRADの備えるデータ解析環境Rとシームレスな連携機能により,具体的な解析やモデル構築はRで,TextilePlotによる視覚化による全体的な把握という使い分けをすることで,より的確な解析を効率的に行い,眠っているデータの活用に新しい道を開く強力な環境を構築できた.もう一本の柱は,e-statに代表されるオープンデータのDandDライブラリーの構築である.本研究では,もっとも複雑に入り組んだオープンデータと言われる厚労省患者調査データを対象にその300以上のデータファイルをTRADによりインスタンスライブラリとして効率的に構築することに成功した.

その過程で得た数々の知見は,TRADの設計に反映されている.特に様々なフィルター機能,Frequencyに代表される適切なデータ型の設定機能は,本ライブラリーの構築に限らず広く役立つ機能であることが実証された.データサイエンスの基盤確立を目指した基礎研究を行うとともに,その成果を活用した高度なデータサイエンス実践をサポートするソフトウエア環境TRADを構築した.TRADはTextilePlot, R, DandDを統合したデータ解析環境であるが,さまざまな形態でネットワーク上に存在するデータを自己説明的に併用するためのメディアとして, DandD (Data and Descrtion)を採用し,ニュートラルなデータ可視化をTextilePlotで,高度な解析とモデリングをRで行うシームレスな環境である.厚労省の患者調査データをDandDライブラリ例として構築し,公開している.当初,困難であると思われたTextilePlot, R, DandDの一体化がスムーズに進行し,ひとつのスタンドアローンシステムTRADとして完成してきたため,今後の研究課題の遂行がかなり容易になった.
膝関節軟骨力学的ストレスとMRI・T2マッピング早期軟骨変性度の関連性の検討

40歳代女性5名,50歳代女性6名,60歳代女性2名,70ー80歳代女性5名の膝軟骨のMRI撮像を実施した.20歳代男性5名,20歳代女性7名,の数値と比較した.大腿骨内側顆部中心部の軟骨の厚みの平均値は,それぞれ,0.68,0.68,(1.27),0.7,1.89,1.06 mmであった.中心部の軟骨の厚みは若年者に比べ,30%ぐらいの減少がみられた.大腿骨内側顆部後部の軟骨の厚みの平均値は,それぞれ,1.04,1.10,1.35,0.86,2.31,1.62mmであり,中心部に比べ,厚みが保たれていた.大腿骨外側側顆部中心部の軟骨の厚みの平均値は,それぞれ,0.78,0.96,1.45,1.66,1.19,1.10と比較的厚みが保たれており,内側荷重ストレスの影響が示唆された.MRIT2値は,40歳代女性5名,50歳代女性3名大腿骨内側顆部中心部の平均値は,それぞれ,42.1,56.5であり,膝軟骨の初期の変性を表していることが示唆された.膝OA用AFO(Agilium Freestep, ottobock社製)装着前後で、静止立位時の足圧中心(以下:CopX)、前額面上での床反力(以下:ForceX)、膝内反角度、そして歩行時の膝内反モーメントがどのように変化するか、また扁平足との関連を検証した。対象者は、健常若年者17名(男性9名、女性8名、平均年齢22.06歳±0.54歳)とした。静止立位でのCopXとForceX、膝内反角度を出し、歩行は左右の片脚支持期で、膝内反モーメントの最初のピーク値と膝内反角度を出した。静止立位時のCopXとForceXでは、左右ともに通常時よりも膝OA用AFO装着時で有意に増加がみられた(p<0.01)。また、左右の膝内反角度では有意な減少がみられた(p<0.05)。一方、膝内反モーメントは、左右ともに有意な差は認められなかった。(1)SIMMでPoint Cluster法対応のプログラムを開発した。対象は、健常成人男女10名と、変形性膝関節症の15名で,TKR術前と術後6ヶ月の2回測定した。対象者に直径14mmの赤外線反射マーカを骨盤帯・両側下肢にPoint Cluster法に準じて貼付した。計測動作は、自由歩行,階段昇降とした。これらで得られたデータをSIMMに取り込んだ。SIMMの開発した骨関節モデルでは,歩行中の回旋角度,前後移動量がほぼ先行研究と同様な結果となった。筋張力と体節間浸透力から膝関節の前方・左右方向剪断力と圧縮力を算出できている。しかし,ground contact elementsと筋張力の方程式から左右別々に大腿骨・脛骨関節面の接触力、剪断力を計算するプログラムに関しては,まだ満足できる数値となっていない。(2)20歳代の若年者と70歳以上の高齢者のMRI撮像とT2マッピングは各5名実施している。今後,50歳・60歳の被験者各10名の膝MRIデータの収集を予定している。計画平成27年4月10月(6ヶ月)本研究では、被験者のMRI画像データを使用することにより、SIMMの骨関節モデルをより精緻にして計算結果の妥当性向上の取り組みをしている。現状:MRIデータから骨表面のSTLファイルの取り出しが,閾値がCT画像からと違って困難さがあり,まだ完成となっていない.そのため,被験者データを使用した骨関節モデルができていない。MRI関係では,平成28年度の実施計画は50歳以上で自覚症状を有しない被験者、および軽症の膝関節の自覚症状を有する被験者、合計25名を対象とし、一般的ルーチンMRIによる膝関節軟骨の厚み、およびT2マッピングによる早期の軟骨変性度の定量的評価を実施することであった。MRIのT2マッピングにおける測定値およびその計算方法の妥当性に対する検証を主に実施した.20歳台10名(症状有り2,無し8),40歳台3名(症状有り2,無し1),50歳台4名(症状有り3,無し2),60歳台8名(症状有り7,無し1)の合計25名のMRI測定を実施した。計画では50歳以上で25名であったので,年齢構成が異なっている。その理由は若年者の正常な膝軟骨のT2値を収集する目的である。現状では,関節軟骨の変性状態を1番示している関節組織の特定を検討している。バイオメカニクス的歩行計測関係では,平成28年度の実施計画は歩行、階段昇降時などの動作中の膝関節軟骨ストレスを膝関節内顆、外顆に分けて3次元動作解析装置のデータより計算する、軟骨ストレス値との関連性を検討する、であった。定期的に変形性膝関節症患者の手術前とTKA術後の歩行のバイメカニクス測定を実施していれる。平成28年度は延べ100名の測定を実施した。現在では分析は,関節軟骨にかかるストレス計算は関節モーメントと関節間力(圧縮力と剪断力)までを計算している。しかし,関節間力の計算は内顆と外顆に分けて行っていないので,29年度に実施できるよう準備を進めている。

MRIの測定件数および歩行計測件数は、計画通りで進められているが,2つの測定を同一被験者でまだ実施できていないので関連性を検証することに有用なデータ収集となっていない。現状で、MRIT2マッピングによる膝軟骨の早期変性状態の評価が可能となった。29年度は撮像法の変更およびT2値の計算方法の変更を6ヶ月間かけ実施した。理由は28年度まで行っていたMRI撮像シーケンス、画像データの保存法、およびT2値計算方法に数値から判断して改良の必要性が生じたためである。改良後、20歳代女性5名、20歳代男性4名、40歳代女性1名、50歳代女性1名、70歳代女性1名の撮像とT2マッピングによる早期膝軟骨変性度の計測を行った。計測は前額面と矢状面で実施している.T2値は年齢による相違が見られており数値は妥当性があると考えている。3次元動作解析装置を使用した歩行計測による,膝軟骨に対する圧縮・剪断ストレス計算に関しては,皮膚表面の貼付したマーカの座標データからバイオメカニクスソフトSIMMを使用して計算している.測定方法はplugingaitによる方法からより精度の高いpointcluster方法に変更して計測している.現在まで20歳代の男女10名,変形性膝関節症患者10名,下肢整形外科疾患のない高齢者10名,TKRの術後患者10名の測定を実施している.変形性膝関節症の立位での膝内反角度と膝内反モーメントは他群と比較して明らかに大きい.MRI撮像法の変更およびT2値の計算方法の変更を実施した。そのため改めて被験者の撮像する必要が生じた。3次元動作解析装置を使用した歩行計測による,膝軟骨に対する圧縮剪断ストレス計算に関しては,皮膚表面の貼付したマーカの座標データからバイオメカニクスソフトSIMMを使用して計算している.当初計画していた被験者のMRIの骨関節の3次元データをSIMMに入力してより正確に求める計画は,MRIデータから筋・脂肪組織から骨関節だけを抽出することが困難で現在実施できていない.同一被験者で,MRIT2マッピング撮影による軟骨評価と歩行解析によるバイオメカニクス的膝関節ストレス計算がなされていない.40歳代女性5名,50歳代女性6名,60歳代女性2名,70ー80歳代女性5名の膝軟骨のMRI撮像を実施した.20歳代男性5名,20歳代女性7名,の数値と比較した.大腿骨内側顆部中心部の軟骨の厚みの平均値は,それぞれ,0.68,0.68,(1.27),0.7,1.89,1.06 mmであった.中心部の軟骨の厚みは若年者に比べ,30%ぐらいの減少がみられた.大腿骨内側顆部後部の軟骨の厚みの平均値は,それぞれ,1.04,1.10,1.35,0.86,2.31,1.62mmであり,中心部に比べ,厚みが保たれていた.大腿骨外側側顆部中心部の軟骨の厚みの平均値は,それぞれ,0.78,0.96,1.45,1.66,1.19,1.10と比較的厚みが保たれており,内側荷重ストレスの影響が示唆された.MRIT2値は,40歳代女性5名,50歳代女性3名大腿骨内側顆部中心部の平均値は,それぞれ,42.1,56.5であり,膝軟骨の初期の変性を表していることが示唆された.膝OA用AFO(Agilium Freestep, ottobock社製)装着前後で、静止立位時の足圧中心(以下:CopX)、前額面上での床反力(以下:ForceX)、膝内反角度、そして歩行時の膝内反モーメントがどのように変化するか、また扁平足との関連を検証した。対象者は、健常若年者17名(男性9名、女性8名、平均年齢22.06歳±0.54歳)とした。静止立位でのCopXとForceX、膝内反角度を出し、歩行は左右の片脚支持期で、膝内反モーメントの最初のピーク値と膝内反角度を出した。
材料破壊と構造崩壊の連成を考慮した有限要素解析法に関する研究

近年、連続体損傷力学に基づく構成方程式を導入した有限要素解析法、いわゆる「局所的破壊解析法」により、構造解析と損傷・破壊解析を融合した非線形有限要素解析が可能となりつつある。この方法の実用化には現時点ではいくつかの問題点もあるが、構造崩壊解析と材料破壊解析の統合化に対し大きな将来性を有するアプローチと考えられる。本研究では、局所的破壊解析法に関する研究代表者らのこれまでの研究成果に基づき、材料破壊・構造崩壊連成解析プログラムのプロトタイプを構築することを研究目的とした。まず、「局所連成解析法」の確立を目指して以下の作業を行った。すなわち従来の研究成果に基づき、「ASIおよび三次元有限要素法による弾粘塑性解析」プログラムを完成させた。この解析により損傷を考慮しない解析による「変位・ひずみ履歴」が求められ、「損傷解析箇所が決定」される。続いて延性損傷、脆性損傷、クリープ損傷、疲労損傷、環境損傷を考慮した、統合的な「弾粘塑性損傷構成式」および積分計算プログラムを作成した。この解析により複数着目部の損傷履歴が決定され、「クリープ寿命・疲労寿命が予測」される。続いて、「完全連成解析部」の完成を目指して次の作業を行った。すなわち、確立した弾粘塑性損傷構成式を導入した「ASIおよび三次元有限要素法による弾粘塑性損傷解析」プログラムを完成させた。この解析から出力される「応力・ひずみ・変位・損傷履歴」により、「材料破壊・構造崩壊が判定」される。大規模計算のための並列処理ソルバーと結合することにより、全体システムを完成させた。開発プログラムを複数の構造体、構造要素の完全連成解析あるいは局所連成解析に適用し、利用可能な試験結果等と比較検討することにより、本解析手法の有用性を実証した。近年、連続体損傷力学に基づく構成方程式を導入した有限要素解析法、いわゆる「局所的破壊解析法(local approach to facture)」により、構造解析と損傷・破壊解析を融合した非線形有限要素解析が可能となりつつある。本研究では、局所的破壊解析法に関する研究代表者らのこれまでの研究成果に基づき、解のメッシュ依存性、計算効率、構成式の理論的・実験的根拠、材料定数の決定などに関わる基本的問題点を解消し、材料破壊・構造崩壊連成解析プログラムのプロトタイプを構築することを研究目的とする。構造崩壊解析においては骨組、薄板などの一次元、二次元解析が有用であるが、材料破壊現象は本質的に三次元であり、一般に両者の連成は三次元場において考慮する必要がある。本研究では、構造体としては一次元体(骨組構造)および三次元体を想定し、局所的な材料損傷評価はすべて三次元計算とする。平成15年度はまず、「局所連成解析法(locally-coupled approach)」の確立を目指して以下の作業を行った。続いて延性損傷・破壊、脆性損傷・破壊、クリープ損傷・破壊、疲労損傷・破壊、環境損傷・破壊を考慮した、統合的な「弾粘塑性損傷構成式」および積分計算プログラムを作成した。試計算および利用可能な実験データとの比較により、局所連成解析部の妥当性・有用性を検証した。特に従来の研究で指摘された課題中、構成式の理論的・実験的根拠、材料定数の決定プロセスについて検討した。

近年、連続体損傷力学に基づく構成方程式を導入した有限要素解析法、いわゆる「局所的破壊解析法(local approach to fracture)」により、構造解析と損傷・破壊解析を融合した非線形有限要素解析が可能となりつつある。この方法の実用化には現時点ではいくつかの問題点もあるが、構造崩壊解析と材料破壊解析の統合化に対し大きな将来性を有するアプローチと考えられる。本研究では、局所的破壊解析法に関する研究代表者らのこれまでの研究成果に基づき、解のメッシュ依存性、計算効率、構成式の理論的・実験的根拠、材料定数の決定などに関わる基本的問題点を解消し、材料破壊・構造崩壊連成解析プログラムのプロトタイプを構築することを研究目的とする。本年度は、「完全連成解析部」の完成と全体の検証を目指して次の作業を行った。すなわち、15年度に確定した弾粘塑性損傷構成式を導入した「ASIおよび三次元有限要素法による弾粘塑性損傷解析」プログラムを完成させた。この解析から出力される「応力・ひずみ・変位・損傷履歴」により、「材料破壊・構造崩壊が判定」される。大規模計算のための並列処理ソルバー、プリ・ポスト処理プログラムと結合することにより、全体システムを完成させた。また、これまでの基礎研究において最大の課題であった有限要素解の要素サイズ依存性の問題を回避するためのいくつかの方策を試行し、最適な計算手順を決定した。開発プログラムを既存および計画段階にある複数の構造体、構造要素の完全連成解析あるいは局所連成解析に適用し、利用可能な試験結果等と比較検討することにより、本解析手法の実用上の問題点を抽出・解消するとともに、その有用性を実証した。近年、連続体損傷力学に基づく構成方程式を導入した有限要素解析法、いわゆる「局所的破壊解析法(local approacht of fracture)」により、構造解析と損傷・破壊解析を融合した非線形有限要素解析が可能となりつつある。前年度に引き続き本年度は、「完全連成解析部」の完成と全体の検証を目指して次の作業を行った。