hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
溶液中の定在波環境場を利用したセラミックス薄膜ダイレクトパターニング法の確立

成膜したままではOH基が残留し結晶性が十分でないため熱処理を行うが、低環境負荷を考慮して500°Cでの結晶性の膜形成が可能であった。基板としては光学特性の利用や大面積化を目的としているのでガラス基板の絶縁体上での成膜が可能であった。成膜方向と垂直な方向からパルス電場を印可して成膜することで基板直上に形成される定在波の節に相当する部分にのみ物理的なマスク等を用いることなく成膜することが可能となりその周期間隔は印可パルス電圧の周波数を変えることにより制御できた。特に最終年度においては印可するパルス電圧の振幅が2.5Vでノコギリ波を用いたとき、線状膜はパルス周波数が10Hz程度まで顕著に変化するが、それ以上で線状膜の間隔が10μm以下となり線幅と近づくために制御がいっそう困難となることが分かった。更に印可パルスの周期性と、成膜電流の周期性、縞状析出膜の間隔の時間変動があることから、溶液中のそれぞれのイオンの外部電圧変動への応答性の周期性が一致し、それらが可動イオンの存在割合により影響することが分かり、これらの間の相関性について見いだした。また、2次元パターンの作成や、気相を用いたPVDなどへ応用することにより、より綿密なパターン形成が可能であることも分かった。イットリア安定化ジルコニア(YSZ)やセリアは、高温におけるイオン伝導性と室温付近における強度や絶縁性により用途が多い。これらの成膜法としてより環境負荷が小さい手法が求められている。本研究では、従来の電気化学堆積法と違い、成膜電圧の印加方向に対して別方向からパルス電圧を印加して成膜を行った。この方法によりパルス印可によって生じた定在波を利用して基板上にマスク等を用いず周期的な線状の堆積することが可能となった。その線状膜の間隔とパルス電圧周波数の関係性を調査し、パルス電圧印加時における成膜メカニズムを解明することで電気化学堆積法における成膜形態の制御のおよびパターニング技術の向上を目指した。成膜装置の作成を行い、基本的な成膜は出来るようになったが、まだ一次元のパターン作成にとどまっている。また複合パターを形成しようとして、長時間の成膜もしくは場所を移動しての成膜においては、長期に渡り溶液にさらされた部分が、再溶解してしまい、パターンが消えてしまうという問題が有ることが分かり、その対策を検討中である。これらの問題の解決が必要だったために、十分には進展することができなかった。また長時間の成膜、もしくは場所を移動しての成膜においては、長期に溶液にさらされた部分が、再溶解してしまい、パターンが消えてしまうという問題が有ることが分かり、その対策を検討中である。現在進行は少し遅れてはいるものの、成膜電流の周期的な変化と成膜パターンには相関関係が有ることが分かったので、当初の計画に従い成膜電流の周期的な変化を意図的に変化させることによって、成膜パターンを制御するプログラムを作成する。更にパターン制御用に更に一対の電極の追加を行うことで、二次元のパターン作成を試みる。無機材料科学、薄膜製造現在進行は少し遅れてはいるものの、成膜電流の周期的な変化と成膜パターンには相関関係が有ることが分かったので、当初の計画に従い成膜電流の周期的な変化を意図的に変化させることによって、成膜パターンを制御するプログラムを作成する。更にパターン制御用に更に一対の電極の追加を行うことで、二次元のパターン作成も試みる。また当初の目的にも記載したとおり、さらにTiO2(アナターゼ型もしくは当研究グループで作成方法を確立したブルッカイト型)の微粒子も分散混合して同時に成膜することにより複合相乗効果のある膜の作製を行う。
ニューディール期のミシシッピ川流域に見る「水害に対する社会の適応性」に関する研究

1927年のミシシッピ川大洪水は河川と人間社会の関係を大きく変える契機となった。本研究はプライベートな文書、新聞記事、公的文書を収集・分析することによって、洪水の影響を分析した。19世紀末、ヤズー・デルタは人口増と耕作地拡大とともに劇的に発展した。しかし、1927年の大洪水では被災地における人種関係が先鋭化し、ヤズー・デルタは多くの労働力を喪失し衰退した。これに対して、ミネソタ州に代表されるミシシッピ川上流ミネソタ南部でも20世紀初頭に発展し、その後、大洪水によって耕作地が縮小した。だが、ミネソタ州南部では、湿地再生運動が展開され環境保全が発展した。本研究は,洪水が河川流域社会に及ぼす影響を,一次史料からの解明を試みる。本研究計画は,ミシシッピ川を下流域と上流域とに分けて,ミシシッピ川南部のプランテーション社会とミシシッピ川北部の商工業地域に分けて,両地域の地域比較の観点から,社会構造の違いが自然災害の被害状況とその後の災害復興に及ぼす影響を分析していく。以上の研究構想に基づき,初年度はミシシッピ・デルタ社会を主な研究対象として,ミシシッピ州のプランターであるパーシー家とその周辺史料の収集にあたった。訪問先はミシシッピ州ジャクソンの歴史公文書館(Mississippi Department of Archives and History)であった。この史料館には,パーシー家文書全29箱,治水・排水・洪水関連の州議会資料及び新聞記事が所蔵されている。今回の史料調査では,ルロイ・パーシーが湿地開墾と治水事業に乗り出した1907年1927年までの書簡を中心に収集し,ミシシッピ川沿いのプランテーション経営と治水の実情を裏付ける史料を収集することができた。また,彼が政治的にも影響を及ぼしたミシシッピ・堤防委員会の議事録も調査した。この他にも,地元新聞を調査し,同時期の湿地開墾の実態や洪水被害を報じた内容から,自然災害とともに,デルタ特有の人種間のコンフリクトが当該地の洪水被害を深刻化させ,復興の障害になった点を史料的に裏付けることができた。本研究は、1927年ミシシッピ川大洪水が河川流域社会に及ぼした影響について、ミシシッピ川下流プランテーション社会と上流の商工業社会を対象に検討する。本年度の研究は、夏季において、ミシシッピ州ジャクソンの歴史資料館を訪問し、プランターの書簡、日記、新聞記事、政府刊行物を収集した。一方、ミシシッピ川上流社会については、春季に、ミネソタ州セントポールの公文書館を訪問し、湿地開墾の政府史料、湿地再生事業を主導したリチャード・ドーレの文書を収集した。これらの史料は河川流域の湿地開発とその後の水害が社会構造の違いを大きく反映した点を理解するうえで、極めて重要な史料である。また、当該史料によって、大規模な治水構造物を建設しても、被災地の社会構造が脆弱であれば、水害からの復興は困難を極める点がある程度のところ解明できたと考えられる。ミシシッピ・デルタのプランテーション社会は、河川流域の開墾を通じて、新たな南部社会を構築しようとした。同地域では、湿地の開墾は定住困難な土地に鉄道、学校、教育施設、教会、商業施設を設置するきっかけとなり、白人中心のデルタ社会の発展を予感させた。しかし、1927年ミシシッピ大洪水にともない、一部の大土地所有者と小作人との間で人種間のコンフリクトが発生し、多くの黒人労働者がデルタを去って行った。これに対して、ミシシッピ川上流域では、1927年ミシシッピ川大洪水以後、民主的な河川流域管理が定着しはじめた。なかでも、ミネソタ州では、ドーレを主導とする野生生物保護局が環境保護団体や様々な社会集団と連携しながら、開発の恐れのある湿地を買戻し、公共所有にすることで、自然を保存する動きが見られた。本年度は1927年ミシシッピ大洪水後、2つの地域の異なる状況とその背景を史料から裏付け、その成果の一部を著書にまとめ刊行した。本研究はミシシッピ川上流「商工農業社会」と下流「プランテーション社会」の比較史の観点から、洪水に対する社会の適応性を一次史料を調査収集し、その内容をもとに分析することにある。期間全体でミシシッピ州ジャクソン市にある公文書館、およびミネソタ州セントポール市にある公文書館でそれぞれ時期を分けて調査した。2か所での公文書館では州の湿地委員会の議会史料を収集し、また、両地域で主導的な役割を果たしたパーシー家文書(ミシシッピ州)、R.ドーレ文書(ミネソタ州)を収集し、また、これら一次史料に関連する新聞雑誌、パンフレット、議会史料を調査した。したがって、本研究では現地での史料収集の成果が最も重視されるところであったが、資料収集についてはおおむね計画通りに達成することができた。史料収集および分析の結果、ミシシッピ州では、パーシーをはじめとするプランターたちのインフラ整備によって湿地が開墾された。この湿地開発体制は1927年ミシシッピ川大洪水によっていったんは破綻したものの、ニューディール期の連邦治水法において、プランターは大規模な治水構造物の建設を優先した。これに対してミネソタ州では、移民流入にともない湿地帯では民族的なコミュニティが形成されたが、20世紀に入ると限界をむかえた。またこのことは、ニューディール期から戦後にかけて、環境保全運動のきっかけになった。しかも、このたびの史料調査によって、「湿地再生運動」が環境保護団体との連携によって、草の根的な環境保護、湿地再生、野生生物保護運動が展開された点が明らかになった。以上のように、本研究では、1927年大洪水を契機として、洪水に対する社会のスタンスの違いを一次史料から分析し、その分岐点を明らかにした。

一連の成果は、著書刊行や学術論文発表や学会報告を通じて、すでに広く社会に還元している。1927年のミシシッピ川大洪水は河川と人間社会の関係を大きく変える契機となった。本研究はプライベートな文書、新聞記事、公的文書を収集・分析することによって、洪水の影響を分析した。19世紀末、ヤズー・デルタは人口増と耕作地拡大とともに劇的に発展した。しかし、1927年の大洪水では被災地における人種関係が先鋭化し、ヤズー・デルタは多くの労働力を喪失し衰退した。これに対して、ミネソタ州に代表されるミシシッピ川上流ミネソタ南部でも20世紀初頭に発展し、その後、大洪水によって耕作地が縮小した。だが、ミネソタ州南部では、湿地再生運動が展開され環境保全が発展した。公文書館での史料収集については当初の予定どおり進んでおり、また史料収集の成果をすでに著書刊行の形で取りまとめた。アメリカ経済史これまでの史料調査によって、国内で入手困難な文書や議会史料を現地の公文書館において収集してきた。今後は、これまで収集した史料の内容をより精緻な分析へと発展させていくために、本年度は関連資料の調査および収集をさらに進めていく。当初,計画された史料をほぼ収集し,その内容の一部を査読付きの学会誌に投稿し刊行した。今後は,パーシー家とその周辺の史料を照合しつつ,さらに研究分野を発展させていきたい。現地の公文書館の職員の方々の尽力を得られたことで、史料調査および収集が効率的に進み、当初計画していたよりも、少ない日数で計画を遂行できた。また、当初計画ではパソコンの購入を予定していたが、大学の個人研究費を充てたたため、予算に若干の余裕ができた。今後の研究は,ミネソタ州セントポール市の公文書館を訪問し,ミシシッピ川上流域(Upper Mississippi River Basin)社会と自然災害との関係を掘り下げて考察していく。ミネソタ州を含むミシシッピ川上流域では,豊かな水源地帯であるが,都市用水や土地開墾によって洪水や水質汚染に悩まされてきた。環境史や社会史などの先行研究は,土地の開墾から野生生物保護へと,州の河川計画が転換した点が示されているが,実際に1920年代の自然災害が河川や土地に対する認識の転換と河川計画に及ぼした影響については,なお一次史料による検討を要する。そこで,本年度は,以上の課題にアプローチするため,1920年から1940年にかけてミネソタ州排水委員会年次報告と議事録等を調査収集したい。これらの史料には州の河川計画の策定過程を追跡するのに有効であるが,また同時に,河川流域の土地取得と開墾の実態,資源をめぐる州内部の政治的争いについて知ることができる。本年度は収集済みの史料から得られる知見をさらに精緻にかつ発展させるためにも、可能な限り海外史料調査の日数を捻出し、関連史料の収集と成果を取りまとめていく。本年度はパソコンの購入を計画していたが、現在、使用中のノート型パソコンで十分対応できたことから、物品の購入を見送ったためである。
チュルク諸語における固有と外来に関する総合的調査研究

ユーラシア大陸の広大な面積に亘って話されている、トルコ語をはじめとするチュルク諸語について、ロシア語、漢語など、さまざまな言語との接触による借用現象などを中心として、広く言語学的な記述を行なった。借用現象の普遍像については、本研究中には、本格的な研究にまでは至らなかったが、同じ地域で話されている複数の言語を対象として、借用現象の一般化を行なうことができた。チュルク諸語を主な対象として、個別言語における借用現象について、各自がフィールドワーク等を行なうと共に、2回の全体研究会を持ち、借用現象に焦点を当てた討議を行なった。以下は、各自の研究実績である:1.久保は、満洲語(文語)とシベ語を対象として、外国地名の表記や、母音融合の表記を中心にした研究を進めた。その結果、従来非対称的な形式を持っているとされてきた動詞の未完了形の否定形(-raku)と完了形の否定形(-haku,-heku)について、じつは全く対称的で、どちらも-aku形であることを突き止めた。2.早田と庄垣内は、それぞれ満洲語とウイグル語の文献を対象とした研究を進めた。3.林は、2006年12月から2007年1月にかけて、3週間ベルリンに滞在し、クロイツベルクにあるギムナジウムにおいて談話資料の収集を行なうとともに、トルコ系移民の生徒たち約50名を対象に、トルコ語とドイツ語の語彙の関係に焦点を当てたアンケートを実施した。現在分析を進めている。また、Staatsbibliothekにおいて、エイヌ語に関する資料調査を行なった。4.藤代は、東シベリアのチュルク系言語、特にドルガン語とヤクート語について、会話帳の作成を母語話者等と進めた。2007年2月には会話帳の最終編集作業等のためベルリンとペテルブルグへ出張した。会話帳は、年度末に出版した。5.栗林は、トルコ語の複合動詞についての分析を行なった。ウイグル語カシュガル方言の基礎語彙についての調査を行なった。6.藤家は、トルコ共和国においてTatarca, Kalacayca, Nogaycaと呼ばれる言語を調査した。調査の結果、これらの言語がキプチャクグループに属することが明らかになった。また、これらの言語の使用の実態とトルコ語からの影響を調べた。7.研究協力者の大崎は、キルギス人研究者の協力を得て英雄叙事詩「マナス」テキストの言語学的研究に取り組み、とくに再帰動詞について研究調査を行なった。8.研究協力者の川澄は、2006年8月から9月にかけて、中国青海省西寧市において漢語西寧方言の現地調査を実施した。9.研究協力者の松岡は、2006年9月に中国北京市において、モンゴル語のアスペクトの調査を行なった。10.研究協力者の吉田は、トルコ、イスタンブルにおいてユダヤ・スペイン語に関する文献収集と調査を行なった。スペイン、バスク地方アスペイティアにおいて、バスク語アスペイティア方言の名詞のアクセントの調査を行なった。以下は、各自の研究実績である:1久保は、中国新彊ウイグル自治区で話されているシベ語、及び現代ウイグル語を対象に、漢語からの借用語が音韻論的にどう取り込まれているかを、対照言語学的に研究した。2.早田は、清朝初期の満洲語資料である満洲語訳の『三国志演義』を資料にして、清朝初期の満洲語の文法・音韻を研究した。特に、全50万語ほどの全資料を満漢に分けて、固有満洲語と外来の漢語の音節構造の違いを研究した。3.庄垣内は、古代ウイグル語文献にみられる借用語を通して、中世中央アジアの言語接触について研究した。4.林は、トルコ系移民の人々が多く住むベルリン・クロイツベルク地区において、トルコ語とドイツ語の二言語使用者が両言語の語彙をどのように保持しているかを明らかにすべく、主にイディオムの調査を行なった。5.藤代は、ヤクート語の外来語彙について研究した。またドイツ国で行われた第30回ドイツ東洋学者会議に参加し、ヤクート語英雄叙事詩の外来語彙の取り込みについて発表した。6.栗林は、現代ウイグル語の語彙についての音声資料の収集を行なった。また、カシュカイ語の統語法および形態法について音声資料より抽出作業を行ない、データの整理を行なった。7.藤家は、キプチャク系の言語の一つであるカザフ語を対象に、日本語の「している」に相当する動詞の進行相を表わす4形式の意味・用法を、機能主義的アプローチから記述すべく、カザフスタンにおいて現地調査を行なった。8.菅原は、主として中期チュルク語の音韻に関する研究に取り組んだ。また前年度に発表した中期チュルク語文献の日本語訳および註をまとめ出版物として刊行した。9.西岡は、アメリカ・シアトルのワシントン大学で開催されたCentral Eurasian Study Societyの年次大会において、ウイグル語の指示詞について研究報告を行った。

また、アゼルバイジャン語の固有の指示詞と、ペルシャ語からの借用とされる指示詞の用法について、聞き取り調査を行なった。チュルク諸語を主な対象として、個別言語における借用現象について、各自がフィールドワーク等を行なうと共に、4回の全体研究会を持った。うち2回は、ドイツから研究者を招いて言語接触などについて、講演会・公開研究会を行なった。また本研究グループのうちの4名が、トルコで行われた第14回国際トルコ語学会で、3年間の研究成果を発表した。以下は各自の研究実績である:1久保は、満洲語、シベ語、ウイグル語に取り入れられた漢語からの借用語について研究した。満洲語において、同じ音の連続が、固有語と借用語で異なる表記法をとることを発見した。2つの国際学会で研究成果を発表した。2.庄垣内は、ウイグル語文献研究として、スエーデン国立民族博物館所蔵の『阿毘達磨倶舎論』およびロシア科学アカデミー東洋文献研究所所蔵の『入阿毘達磨論注釈』のテキストを完成させた。さらにベルリン・トルファンコレクション所蔵のウイグル文字漢文仏典『梵網経』の漢語について考察した。3.林は、ベルリン・クロイツベルク地区において、トルコ語・ドイツ語二言語使用の実態調査をおこなった。トルコの国際学会で発表後、ベルリンのデータとの比較のためのデータを収集した。4.藤代は、極北のチュルク語であるドルガン語の言語使用の現況や文法語彙について、サンクトペテルブルグのロシア教育大学北方諸言語研究所のアルテミエフ教授と研究討議の機会をもち、文献資料収集を行った。5.栗林は、カシュカイ語の統語法の特徴を取りまとめ、チュルク語南西グループ全体の中での位置づけを行った。現代トルコ語の形態統語的特徴について、日本語学の研究成果を参照しつつ、分析した。6.藤家は、カザフ語においてアスペクトを表す4つの形式について、現地コンサルタントから得た言語データをもとに記述した結果、主体動作動詞、主体変化動詞の動詞の意味的特徴と、アスペクトを示す形式の組み合わせにより動作継続、結果継続などのアスペクト的意味が決まることが明らかになった。7.菅原は、中期チュルク語による文献『チンギズ・ナーマ』の本文校閲を担当し出版した。15世紀ごろと推定されるウイグル文字による「頒詩」を取り上げ、テキストと註を執筆した。
マルチスケール超広帯域海底水圧観測による海洋重力波と地震波の分離抽出

従来の水晶周波数測定方式の圧力計に比べ桁違いの高分解能化を達成した圧力計を用いて海底高感度水圧観測システムを製作した。完成したシステムを宮城沖海底に投入し3カ月後に回収した。得られた20Hzサンプリング記録からマグニチュード3以下の地震が十分なSN比で取れていることを確認した。またサンプリング間隔を調整することにより、静かな日の脈動レベルより3桁低いrms振幅レベルで地動ノイズを記録できることを確認した。(1)海底高感度水圧観測システムを製作した。構成は以下の通り。圧力センサーとして、従来の周波数測定方式の圧力計に比べ広帯域化、高精度化を図った圧力計(Parosceientific社製水晶振動式NanoResolution: 8B7000-I-005)を用いた。ロガーとして荒木・杉岡(2009)が開発したレコーダーを使用し、センサーからの出力値とタイムスタンプをSDメモリーカードに記録した。ハウジングとして海底観測用に広く用いられている17インチの水深6000m仕様のガラス球から水中コネクターケーブルを4本出し、水圧計、レコーダー、トランスポンダー、錘切離し電極を接続した。(2)完成したシステムを4月初旬のJAMSTEC調査船「かいれい」航海にて宮城沖海底に投入し、2012年7月中旬からの「淡青丸」航海にて回収した。また海底水圧ノイズスペクトルを求め、Cutoff frequencyを調整することにより静かな日の脈動レベルよりRMS振幅で3桁低いノイズレベルで脈動を記録できることを確認した。将来的な水圧・流速ベクトル同時観測を目指して開発されたばかりの深海用電磁式ベクトル流速計を別途予算で購入し、2013年2月にフィリピン海水深5000mの海底で3日間の試験観測を行い、ソロモン地震津波の記録を取ることに成功した。(3)以上の実績を元に、海洋内部潮汐波(周期40000秒台)、長周期海洋重力波(周期100秒台)、海洋レーリー波エアリー相(周期10秒台)という周期帯の大きく異なる現象を同時に観測できる高感度水圧計アレーシステムをデザインした。今年度は以下の特徴を有する装置を試作した。*センシング:従来の周波数測定方式の圧力計に比べ、広帯域化、高精度化を図った圧力計(Parosceientific社製水晶振動式NanoResolution: 8B7000-I-005)を用いる。このセンサーの特長はフィルタリング方法の技術向上により短周期側の分解能が1000倍ほど改善されたものであり、感度は水深にして0.02ミリメートルという微小な圧力変動も逃さず捉えられるものと期待される。サンプリングレートは20Hzに設定した。*レコーディング:海洋研究開発機構(以下JAMSTEC)がケーブル式海底ネットワーク(DONET)用に独自に開発したレコーダー基盤を使用する。このレコーダーの特長は、複数のセンサーからの出力を同時に記録できる仕様となっており汎用性に富むため、既製品である圧力計の出力(RS232)も直接記録可能なものである。センサーからの出力値とタイムスタンプを記録する。記録媒体はSDメモリーカードを用いた。水晶発振器(MCXO)を装備し、時刻校正のための10秒パルス信号を出力する。全体の消費電力は65mAである。*ハウジング:海底観測用に広く用いられている17インチの水深6000m仕様のガラス球を使用する。ガラス球からは水中コネクターケーブルを4本出しており、水圧計、レコーダー、トランスポンダー、錘切離し電極に接続される。トランスポンダーは海洋電子製でSIコードを使用する。また完成したシステムを実海域にて試験すべく、4月初旬のJAMSTEC調査船「かいれい」航海にて宮城沖海底に投入した。当該年度の最大の目的である試作装置を完成させた。ただ昨年の東北沖巨大地震の影響で調査船の運航日程が大幅に変更となり、当初目的の紀伊半島沖への試作機の設置は不可能となった。このため、巨大地震後の海底変動観測を兼ねて試作機を宮城県はるか沖合いの海底に設置すべく予定を変更した。この予定変更により設置が次年度初頭にずれこんだものの成功裏に海底設置を終え回収を待つばかりとなっている。完成したシステムの実海域(今回は2011年東北沖巨大地震の震源域である宮城県はるか沖)における試験を続行する。装置の設置は4月初旬のJAMSTEC調査船「かいれい」航海にて、回収は7月中旬からの「淡青丸」航海にて実施する。当該海域では、東北大学により圧力観測が数年にわたり実施されており、データの比較検討が可能であるというメリットがある。測器を回収後、記録の解析と東北大学水圧計記録との比較解析を進め、問題点の洗い出しと対応策を明らかにする。その上で別途予算と合わせてもう1機を製作して並行観測によるテストを可能とする。一方で、JAMSTEC海底ネットワークの水圧計と広帯域海底地震計との比較アレー解析を実施して、我々の観測システムの最適配置を考察する。

初年度は2011東北沖巨大地震に伴う観測計画の変更が発生したため、データロガー購入計画もこれに応じて変更を迫られた。種々検討の結果、既存備品と本研究予算と別途予算とをかき集めて1台ではなく計2台の試作装置を製作し、計画期間中に2台による並行試験観測を可能とすることとした。次年度は1台目の試作機の回収にかかる旅費と、2台目の製作にかかるコストのうちのデータロガー部分の購入に充当する予定である。
高階論理に基づく法的正当化推論機構の研究

本年度は基礎研究およびサーベイを中心に次の具体的課題を設定して研究を行なった.(1)法律知識のための知識構造の表現法(2)類推や仮説推論といった新しい非演繹的推論機構の研究(3)法的正当性を保証する推論機構の研究まず(1)の課題に対しては,法律文の論理に基づく簡潔で意味論的にも明快な表現法について型理論に基づく高階論理の枠組みで考察した.特に,法的知識表現言語のための概念知識や概念階層などが理論的に明確に記述可能な知識表現言語について理論的性質を明らかにした.また,知識間の類似性や知識の一般化,事例や判例からの一般化知識の獲得法などについて考察し,基本的な枠組みを与えた.(2)の課題に対しては,すでに得られている判例や事例などを援用して判決予測を行なう類推判決システムのための類推機構について考察した.高階の知識を用いた類推や仮説推論の形式化を行い,その法的推論への応用可能性について理論的な考察を行った.また,判決文や条文の解釈,法律の適用例と推論構造などの解析を通して,条文の表現の抽象度,どの程度詳しく表現するか,因果関係や解釈をどうするか,などの新しい問題も考察した.これまで実装している類推定理証明システムや様相論理に基づく推論システムを法的類推に適用可能なように拡張・修正して行くことも検討した.(3)の推論方式としては,推論機構の実現で核となる単一化アルゴリズムや一般化知識獲得のための一般化アルゴリズムが重要である.高階や様相,概念階層を導入した場合のこれらの問題について考察した.また,推論システムも,完全自動化を目指す立場や対話型などいろいろな方式が考えられる.さらに,問い合わせ処理や推論過程の説明機構などの問題などがある.これらの問題について理論的考察を行った.このように本年度は高階論理,様相論理に基づく法的推論システムの概要と問題点とを検討し,本格的なシステム実現に向けての基本的な知見を得ることができた.本年度は基礎研究およびサーベイを中心に次の具体的課題を設定して研究を行なった.(1)法律知識のための知識構造の表現法(2)類推や仮説推論といった新しい非演繹的推論機構の研究(3)法的正当性を保証する推論機構の研究まず(1)の課題に対しては,法律文の論理に基づく簡潔で意味論的にも明快な表現法について型理論に基づく高階論理の枠組みで考察した.特に,法的知識表現言語のための概念知識や概念階層などが理論的に明確に記述可能な知識表現言語について理論的性質を明らかにした.また,知識間の類似性や知識の一般化,事例や判例からの一般化知識の獲得法などについて考察し,基本的な枠組みを与えた.(2)の課題に対しては,すでに得られている判例や事例などを援用して判決予測を行なう類推判決システムのための類推機構について考察した.高階の知識を用いた類推や仮説推論の形式化を行い,その法的推論への応用可能性について理論的な考察を行った.また,判決文や条文の解釈,法律の適用例と推論構造などの解析を通して,条文の表現の抽象度,どの程度詳しく表現するか,因果関係や解釈をどうするか,などの新しい問題も考察した.これまで実装している類推定理証明システムや様相論理に基づく推論システムを法的類推に適用可能なように拡張・修正して行くことも検討した.(3)の推論方式としては,推論機構の実現で核となる単一化アルゴリズムや一般化知識獲得のための一般化アルゴリズムが重要である.高階や様相,概念階層を導入した場合のこれらの問題について考察した.また,推論システムも,完全自動化を目指す立場や対話型などいろいろな方式が考えられる.さらに,問い合わせ処理や推論過程の説明機構などの問題などがある.これらの問題について理論的考察を行った.このように本年度は高階論理,様相論理に基づく法的推論システムの概要と問題点とを検討し,本格的なシステム実現に向けての基本的な知見を得ることができた.
日本の地域社会における戦時から戦後への変容過程に関する実証的研究-農村と都市の比較史的考察-

本研究では、農村地域として山梨県南都留郡西桂村と岐阜県長良郡を、都市地域として神奈川県川崎市を調査し、戦時期から敗戦後にかけての史料の収集と分析を加えた。その結果、農村地域では、兵力と軍事力による戦時動員によって農民家族経営は大きな影響を受け、また戦時期の食料供出と戦後の農地改革によって地主制の大幅な後退・解体がはかられた。他方で川崎市は軍需を軸にした重化学工業化の急速な展開により、戦時期には人口が増大し、都市化の大幅な進展がみられた。だが、1945年の空襲と敗戦により、戦時重化学工業化は停止・縮小を余儀なくされ、民需を中心にした重化学工業化が始まるまでには一定の時間を要した。それに加えて、戦争末期から敗戦後には、都市部の生活水準は大きく低下し、敗戦後には農村と都市の生活水準が接近することになった。このように、戦時期から戦後にかけての農村と都市の変化は異なるだけでなく、農村の「優位」のような現象がおきたことにも留意する必要がある。本研究でとくに力を入れてとりくんだのは、かつて東京大学社会科学研究所で行った京浜工業地帯調査史料の本格的な分析である。それによれば、1950年段階の工場労働者は、仕送りや就職のきっかけなど、さまざまな面で生家(農家が多い)や出身地(農村が多い)とのつながりを残している者が存外に多かった。戦時期の急激な労働力需要は、農村から都市への労働力移動を強く促したが、敗戦後5年をへた段階にあっても労働者のあり方には依然として農村とのつながりが強いのであり、そこにこの時期の都市と農村の関係がよく表現されている。今のところ、戦時から戦後にかけての地域社会の変化は巨大なものがあったが、それは戦時動員と戦後改革の二重の衝撃によってあらわれたものであり、二重の衝撃の歴史的意味を過不足なく評価することが肝要であること、その点の分析を農村と都市の双方にわたって進め、本研究のまとめをはたしたいと考えている。本年度は、農村と都市の両地域における史料の調査・収集を旺盛に進め、研究の基礎を築いた.農村については山梨県南都留郡西桂村について兵事関係史料を、また岐阜県長良郡長良村については『学籍簿』『卒業生台帳』などの小学校史料を調査・収集した.また都市部については、神奈川県川崎市で小学校関係史料や労働関係史料を調査・収集した.とくに、川崎市労働資料室の資料は戦時から戦後にかけての川崎市の変化を知る上で良好なものが多い。また今年度は、戦後1950年代に東京大学社会科学研究所を中心に行われた京浜工業地帯調査を検討し、その過程で、当時の調査資料が東京大学社会科学研究所に残存していることを確認した。その中でも、川崎市を調査対象に含む労働力調査は、現在では貴重な歴史資料であり、この東大社会科学研究所資料に川崎市労働資料室資料を加えると、当該時期の川崎市の変化がよくわかるように思われる。以上の諸資料については、撮影および複写によって収集を進めている。今のところ、戦時から戦後にかけての地域社会の変化は巨人なものがあったが、それは戦時動員と戦後改革の二重の衝撃によってあらわれたものであり、どちらかのみに重点をおくことはできないこと、二重の衝撃の歴史的意味については過不足なく評価することが肝要であり、今年度収集した資料を通じてその分析を進めているところである.本年度は、農村と都市の両地域における史料の調査・収集をさらに進め、研究を進展させた。農村については山梨県南都留郡西桂村の兵事関係史料や戦時農山村の統制に関する史料を調査・収集した。

また都市部については、神奈川県川崎市で労働関係史料を調査・収集した。とくに、川崎市労働資料室の資料は戦時から戦後にかけての川崎市の変化を知る上で良好なものが多い。また今年度は、昨年度調査をして、所在を確認した東京大学社会科学研究所所蔵の京浜工業地帯調査史料を撮影し、分析を進めた。この京浜工業地帯調査史料は、1950年の時点で川崎市代行上で働く50名について行った聞き取り調査であり、出身地・生家・続柄・教育歴・職歴移動などが詳細に分かるものである。つまり、1950年に時点で川崎市の大工場で働く50名が、どのような経路をへて川崎市に流入してきたのかがよくわかるものであり、戦時から戦後の変化を知る上で格好の史料と言える。今のところ、戦時から戦後にかけての地域社会の変化は巨大なものがあったが、それは戦時動員と戦後改革の二重の衝撃によってあらわれたものであり、どちらかのみに重点をおくことはできないこと、二重の衝撃の歴史的意味については過不足なく評価することが肝要であり、昨年度と今年度収集した資料を通じてその分析を進めているところである。なお、山梨県で収集した史料の一部は、『山梨県史資料編17』に収録した。昨年度に引き続き、本年度も都市と農村の両地域における史料の調査・収集をさらに進め、研究を進展させた。都市部については、昨年度撮影した、東京大学社会科学研究所所蔵の京浜工業地帯調査史料の分析を進めた。この資料は、1950年の時点で、川崎市大工場で働く50名について行った聞き取り調査であり、出身地・生家・続柄・教育歴・職歴移動などが詳細に分かるものである。つまり、1950年に時点で川崎市の大工場で働く50名が、どのような経路をへて川崎市に流入してきたのかがよくわかるものである。それによれば、この段階の工場労働者は、仕送りや就職のきっかけなど、さまざまな面で生家(農家が多い)や出身地(農村が多い)とのつながりを残している者が存外に多かった。こうしたつながりが、労働者の性格や地域社会にどのような影響をおよぼしていたのかを検討することが、今後に残された課題である。農村については、昨年度に続き、山梨県南都留郡西桂村の兵事関係史料や戦時農山村の統制に関する史料を調査・収集した。今のところ、戦時から戦後にかけての地域社会の変化は巨大なものがあったが、それは戦時動員と戦後改革の二重の衝撃によってあらわれたものであり、二重の衝撃の歴史的意味については過不足なく評価することが肝要であること、その点の分析を農村と都市の双方にわたって進めているところである。なお、この調査の成果の一端を、論文「農村社会と都市社会」にまとめた。今年度は、今までの調査でまだ十分に行えなかった農村部の史料調査・収集・分析と、都市部で収集した史料のいっそうの分析を進め、本研究のまとめへと向かった。農村部では、岐阜県長良郡で旧長良小学校の史料収集・分析を進めた。長良小学校では、戦時から敗戦後にかけての農村杜会の変動を知ることのできる卒業生台帳や国民学校時の史料を収集した。また都市部については、今まで収集した、東京大学杜会科学研究所所蔵の京浜工業地帯調査史料の分析を本格的に進めた。
異方向に進行している複数の大集団の遭遇・衝突に関する野外実験的研究

本研究では第1に大集団による衝突状況を作り、集団の衝突角度(正面と90度)と優先者の有無の要因を導入し、集団全体の挙動と個人の行動を明らかにすることを試みた。60cmの正方形のマスが縦横に9つずつ並ぶ81区画からなるメッシュ状の交差点上を被験者が移動するような実験状況を設定した。被験者はそれぞれ60人より成るAB2つの集団に分けられた。被験者に与えられた課題は、この交差点をルールに従ってなるべく早く通り抜けることであった。実験者の合図とともに被験者は1区画ずつ移動(前後,左右,斜めの全方向)するか、止まるかのいずれかであった。実験の結果、正面衝突条件の方が90度衝突の条件よりも大きな混雑が生じ、集団がすれちがって離合するまでの時間が長くなった。90度衝突の場合は対角線にそって流れが生じ、その流れに従ってスムーズな移動が行われた。正面衝突の場合は平行な人の壁が生じてそれが長時間にわたって解消されなかった。それから優先者がいる条件の方が、いない条件よりもスムーズな離合が行われた。また優先者の存在の効果は正面衝突条件で顕著に見られた。すなわち衝突角度と優先者の有無の間に交互作用が見られた。第2に大集団の社会的手抜きの性差について検討した。9人の女性集団と男性集団がそれぞれ作られた。実験室の天井の頑丈な鉄骨から多数のロープを垂らし、そのロープの1本1本を集団成員の1人1人が腕相撲の要領で引くような状況を設定した。被験者1人1人の力が測定できるようになっていた。単独試行と集団試行がなされた。集団試行の場合、被験者はトータルとしての集団全体の力1個のみが測定されていて個人の力は測定されていないと教示された。単独試行の測定値と集団試行の測定値との差が社会的手抜きの指標となった。次のような結果が見いだされた。男性の方が女性に比べて社会的手抜きが高い傾向があった。特に単独試行から集団試行に変わると同時に男性の場合は力の低減が生じた。それに対して女性はそのような力の急激な変化は生じなかった。男性は状況依存的傾向があり、女性は状況非依存的であると解釈された。異方向に全速力で進行する2つの大集団が衝突するような状況を構成した。そして衝突角度の違いが衝突時の集団全体と集団の個々の成員の挙動や離合効率に与える効果について検討した。実験の結果、集団の衝突角度が大きくなるほど、衝突時の混乱は大きくなり、離合に要する時間も長くなる傾向が見られた。しかし衝突・離合のプロセスは衝突角度に関わらず同じようなパターンが観察された。即ち衝突の初期においては、ほぼ同じ人数の成員が高速で交差点を離合・通過するが、しばらくすると一方の集団Aの流れが他方の集団Bの流れを完全にせき止める。そのために一定時間、集団Bの成員は1人も交差点を通過できなくなる。そのうち集団Aの流れが衰えてくると、集団Bの先頭がくさび型の形になり集団Aの間をすり抜け始める。

そうすると2つの集団が交差点で入り乱れ混乱状態となる。交差点内の人の密度も最大となる。そのうちに集団Bの流れが強くなり、集団Aが今度は逆にせき止められる形になる。そして最後には両集団とも密度が低くなりスムーズに離合するようになる。上述のように2つの大集団が衝突する場合の角度の効果と衝突のプロセスについてのおおまかな傾向は明らかになったが、詳しい分析は困難である。衝突の際の転倒による事故の発生を最小限にするために、被験者が素足で運動できる体育館で実験を行った。しかし使用した体育館にはカメラを天井から吊るす設備も場所もなく、やむをえず斜め上から集団の動きを撮影せざるをえなかった。そのために個々の被験者の動きを正確に捉らえることが難しくなってしまった。また、2つの集団の成員を識別できるようにするために、集団によって色が異なるはちまきを全ての被験者にしてもらったがこれも不十分であった。来年度は被験者に赤白帽子をかぶせ、さらに真上から撮影することによって明確なデータを得ることを試みたい。大集団による衝突状況を作り、集団の衝突角度(正面と90度)と優先者の有無の要因を導入し、集団全体の挙動と個人の行動を明らかにすることを試みた。60cmの正方形のマスが縦横に9つずつ並ぶ81区画からなるメッシュ状の交差点上を被験者が移動するような実験状況を設定した。被験者はそれぞれ60人より成るAB2つの集団に分けられた。A集団には全員に白帽子、B集団には赤帽子をかぶせた。さらに黒の袋を頭から被った被験者を優先者とした。被験者に与えられた課題は、この交差点を次のようなルールに従ってなるべく早く通り抜けることであった。実験者の"はい"の合図とともに被験者は1区画ずつ移動(前後、左右、斜めの全方向)するか、止まるかのいずれかであった。1マスには1人しか入れなかった。優先者と被優先者が同時にひとつのマスに進入しようとして衝突した場合には、優先者はそのまま進めるが、非優先者はもとの場所に戻り、さらに次の合図でもその場にとどまらなければならなかった。優先者どうし、非優先者どうしの衝突の場合は、全て合図の前のもとの場所に戻らなければならないが、次の合図では動くことが可能であった。実験の結果、正面衝突条件の方が90度衝突の条件よりも大きな混雑が生じ、集団がすれちがって離合するまでの時間が長くなった。90度衝突の場合は対角線にそって流れが生じ、その流れに従ってかなりスムーズな移動が行われた。正面衝突の場合は平行な人の壁が生じてそれが長時間にわたって解消されなかった。また優先者の存在の効果も明らかになった。すなわち優先者がいる条件の方が、いない条件よりもスムーズな離合が行われた。これは衝突時の葛藤解決が速やかに行われたためであろう。それから優先者の存在の効果は正面衝突条件で顕著に見られた。すなわち衝突角度と優先者の有無の間に交互作用が見られた。
遺伝子多型解析によるステロイド性大腿骨頭壊死症の予防法の開発

Apolipoprotein B(ApoB)遺伝子がステロイド性大腿骨頭壊死症の発生と関連をもつことが明らかになっている。この発見はステロイドがIONを誘発する機序の解明の一助となると考えている。ステロイド投与前にApoB、ABCB1およびCBPの遺伝子多型を解析し、ステロイド性大腿骨頭壊死症を発生しやすい患者を同定する方法を考案した。この方法により将来開発される有効な予防措置を効率よく適応することができると考えている。2.ABCB1遺伝子、CBP遺伝子および今回発見したApoB遺伝子を併せて3遺伝子の遺伝子多型の組合せとステロイド性IONの発生との関連を解析した。ABCB1がTCまたはCCで、CBPがAGの症例では、オッズ比が22.91と非常に大きくなることが明らかになった。さらにABCB1とCBPの間に交互作用が存在した。【意義】ステロイドがIONを誘発する機序は未だ不明であり、有効な予防措置がとれないのが現状である。本研究によってApoB遺伝子がIONの発生と関連があることが明らかになり、ステロイドがIONを誘発する機序の解明の一助となると考えている。ステロイド投与前にApoB、ABCB1およびCBPの遺伝子多型を解析すれば、ステロイド性IONを発生しやすい患者を同定することが可能になる。予防措置を行うための基盤を築いた本研究は意義深い。【研究の背景】特発性大腿骨頭壊死症(idiopathic osteonecrosis of the femoral head,ION)の背景因子はステロイド関連が過半数を占めている。遺伝子解析を利用してステロイド性ION発生の危険性が高い患者を同定し、効率のよい予防法を開発することを目的に研究を行っている。【意義と重要性】eNOS T-786C多型とION発生についてGlueckらはコーカソイドでは関連があったと報告し、Kooらは韓国人(モンゴロイド)ではなかったと報告した。この遺伝子多型を解析すると日本人(モンゴロイド)のION発生と関連がなく、Kooらの報告と一致した。eNOST-786C多型とION発生について人種差が存在することが窺われた。日本国民のION発生を予防するには、疾患関連遺伝子に人種差が存在するため日本人を対象とした遺伝子多型解析を行う必要がある。日本人におけるION発生予測因子の発見に向けて、複数の遺伝子多型とION発生との間に関連が無いことを明らかにしたことは意義深い。
赤外差スペクトル法によるイオン輸送蛋白質の分子機構解明

細胞膜には、イオン輸送タンパク質、イオンチャネル、受容体などの膜タンパク質が存在し、生体エネルギーの生産、生体電気信号の発生、外界からの刺激の受容などにはたらいている。これらの膜タンパク質の機能発現の分子機構を調べるため、分子の構造情報が得られる赤外差スペクトル法を活用した。微生物型ロドプシン、V型ATPase、カリウムイオンチャネルKcsA等の構造変化を明らかにし、その分子機構の一端を明らかにした。界面を隔てた物質輸送・情報伝達を行う膜タンパク質は、方向性を持った構造変化を行うことで機能を発現している。しかしながら、計測手法の未整備から、それら膜タンパク質の構造変化の実態や、機能の発現との関連については不明な点が多い。本研究では、光受容タンパク質で活発に利用されている赤外差スペクトル法を、一般的なチャネルやポンプ等の膜タンパク質に適用する手法を開発し、タンパク質の構造変化と機能発現の分子機構の解明を目指す。具体的には以下の研究課題を提案する。(1)古細菌型ロドプシンの内部結合水の水素結合変化と機能との連関、(2)KcsAチャネルのpH依存的なチャネル開閉の分子機構、(3)V型ATPaseのNa^+イオン輸送とATP加水分解反応との連関。平成22年度は以下のような成果を得た。1)光駆動プロトンポンプである古細菌型ロドプシンGloeobacter Rhodopsin(GR)に対して低温赤外分光計測を行った。光誘起構造変化および内部結合水を含む蛋白質内部の水素結合ネットワークの変化を明らかにし、古細菌型ロドプシンのプロトンポンプ活性と正の相関のある2400cm^<-1>以下の強い水素結合を形成した水分子がGRにも存在することがわかった(Hashimoto, et al. Biochemistry)。(2)Na^+ポンプであるV-ATPaseのKリングにおけるイオン脱着に伴う構造変化を全反射赤外分光法によって明らかにした(Furutani, et al. J. Am. Chem. Soc.)。3)全反射赤外分光法とストップトフロー法を組み合わせた実験装置を作製し、イオン輸送蛋白質とのイオン脱着に伴う構造変化計測の予備的な実験に成功した。平成23年度は、(1)に関係する研究課題として、各種古細菌型ロドプシンの時間分解赤外分光計測を行った。塩化物イオンポンプであるpHRについては、L1,L2,N-0中間体への遷移に伴う赤外差スペクトルを得た。Amide Aにアニオン種依存性が見られ、イオン輸送過程での段階的なタンパク質のコンフォメーション変化を明らかにした。プロトンポンプとして機能する古細菌型ロドプシンとして、プロトンの放出と取り込みの順序が異なるAR1(放出;後、取込;先)とAR2(放出;先、取込;後)を比較解析した。その結果、amide I領域で両者に異なる構造変化が見られた。(2),(3)に関連する課題を遂行するため、前年度に導入したストップトフロー装置を組み込んだ全反射型赤外分光法の開発を継続して行った。データの積算などのプログラムを改善し、pHRのC1^-イオンやCO_3^-イオン結合に伴う構造変化を40ms程度の時間分解能で計測することが可能であることを確認した。
超音速噴流から発生する非線形音響波の発生機構の解明と定量的予測

超音速ジェットから発生する音響波の実験および高解像度数値解析を通して高精度な数値解析で何を解像すべきかを明らかにするための研究を行った.実験は音響測定,PIV,シュリーレンを行い,流れ場と音響場の構造を結びつける知見を得た.数値解析は,開発した高解像度数値解析手法を利用し,流体音響場の詳細を明らかにした.これらの結果から,乱流遷移する超音速ジェットの場合はせん断層に8点程度の解像度で乱流遷移の過程を解像することで,攪乱を与えた超音速ジェットの場合はせん断層に20点程度,周方向に512点の解像度で乱れを適切に解像することで,乱流騒音に対して十分な精度で予測できることがわかった.本研究では,数値解析と実験を併用し,超音速噴流から発生する音響波の数値解析の精度の向上を狙うものである.実験に関しては小型超音速ジェットの流体音響場観測装置の構築に尽力した.低圧環境下とはなるが,所有する超音速ジェットを発生させる装置をベースとして.所有する音響波計測用マイクをチャンバー内にて使用できるようにし,音響計測システムの構築を行った,また,まだ完全には計測ができていないが,超音速PIVシステムの構築に向け所有する高繰り返しレーザーを適用できるようにし,高速度カメラを購入し調整することで,定常PIV観測装置の構築を行ってきた.音響波計測を行うことで,大規模構造から発生する乱流騒音と考えられるスペクトルを持つ音響データの取得に成功している.数値解析に関しては,過去に用意した高速流からの音響波の発生過程を的確に捉える高解像度圧縮性コードを用いて,JAXAのスーパーコンピュータを利用して解析を行ってきた.計算規模としては,1ケース1-2億点規模の解析を行った.本年度は特に乱流遷移する超音速ジェットに着目して解析を行っており,初期のせん断層厚さを実験と合わせることで,乱流の大規模構造から発生する音響波を的確に捉えることができ,音響波の強さを目標の2dB以下の誤差で予測できることを示した.また,せん断層の厚さを変えた一連の解析から,超音速ジェットから音響波の予測に際しても,せん断層厚さを変えた場合に最も不安定なモードが変化し,乱流遷移の様相が変化するために音響波の強さが5dB程度変化することがわかった.この乱流遷移の過程を解像するのにせん断層に7-8点あれば良いことがわかった.本年度は,加えて一様等方性乱流の解析,上記不安定モードを解析するツールの作成や乱流流入する超音速ジェット用の解析の準備を行った.本研究では数値解析と実験を併用し,超音速噴流から発生する音響波の数値解析の精度の向上を狙う.実験に関して低圧環境下で超音速ジェットを発生させる装置を拡張/利用することで音響波の発生メカニズムを議論した.まずPIV,流体音響場観測装置により流体,音響データ取得を可能にし,作成した複数の超音速ジェット用のノズルを利用して初期せん断層の状態がジェットおよび音響波に与える影響を調べた.特にノズル内につけた突起の有無によりせん断層の乱れ度が変わり,突起がある場合にはせん断層厚さが線形に成長するのに対し,突起がない場合にはせん断層厚さが乱流遷移と思われる場所で急激に厚くなること,音が大きいことなどを明らかにした.これらは昨年度行った数値解析の結果の傾向と一致しており,数値解析から得られた「乱流遷移までのプロセスを解像することで定量的な予測が出来る」昨年度の結論を支持するものである.次に,昨年度の乱流遷移するジェットの数値解析結果を線形安定解析でより詳細に議論した. LESの結果では線形安定解析の予測通りの不安定モードが成長しており,軸対称モードでなくヘリカルモードがより不安定と示した.また最も成長するモードよりもノズル入り口で下流で発生した音響波によって与えられるモードのほうが振幅は大きいため,このモードが乱流遷移および音響波の発生に大きく寄与すると考えられた.このため単純な線形安定解析だけでなく下流での音響放射効率や音響波がせん断層に撹乱を与える際の受容性なども定量予測に重要とわかった.またノズル内で撹乱を与えたジェットな数値解析をJAXAのスーパーコンピュータを利用して行ってきた.格子解像度の確認などまだ信頼性の確認が不十分ではあるものの撹乱の有無で音響波のレベルが2dB程度変化すること,指向性の変化が有ることを明らかにした.本研究では数値解析と実験を併用し,超音速噴流から発生する音響波の数値解析の精度の向上を狙う.実験に関してはこれまでの低圧環境下での超音速ジェットを発生させる装置に加え,九州大学の常圧化での超音速噴流発生装置を利用することで音響波の発生メカニズムを議論した.九州大学での装置では,音圧レベルを中心にシュリーレン撮像を組み併せて実験データを取得した.これらの実験において高速度カメラによる撮像が重要であるが,本課題用のカメラの不具合があり,この修理調整に予算を投じて実験が問題なく進むよう配慮した.これにより,本年度は常圧化で若干高いレイノルズ数の条件での音圧の空間分布が得られた.特にノズル内につけた突起の有無による音響波の特性への影響が見られたことが大きい.さらに,低圧環境下での試験に関しては,PIVのデータの詳細化および音圧スペクトルの信頼性評価を中心に行った.昨年度より進めてきたノズル内で撹乱を与えた超音速噴流の数値解析に関しては,HPCI課題の申請が通り「京」スーパーコンピュータを利用した解析を行った.昨年度の超音速領域で擾乱を与えた解析では衝撃波が強くなりすぎることがわかり,亜音速領域に擾乱を入れて解析することで,衝撃波の強さの変化をある程度抑えつつ擾乱の影響をフェアに比較することができた.

結果,層流流入に比べ,強い擾乱を与えた解析では5dB程度下がることが分かった.格子解像度の確認のための解析もすでに行っているが評価はこれからである.最後に物理メカニズムの観点から,理解を深めるために一様等方乱流および圧縮性せん断層から発生する音響波のDNS解析を合わせて行い,これらの音響波の特性を明らかにした.実験に関してはこれまでの実験設備の拡充に加え,九大の施設を利用できるようにして信頼できる音響データの取得を可能にした.ノズル内につけた突起の有無による音響波の強さの変化が議論できるようになり,目標に大きく近づいた.数値解析と実験を突き合わせて研究を進めていきたい.またチャレンジングな超音速流れのPIVを継続するため,不具合の出た高速度カメラの修理調整を行った.これにより計測は問題なくできることを確認するとともに,次年度以降のジェットの発達率のより定量的な測定を進められるようにPIV手法の検討をおこなった.ノズル内で攪乱を与えたジェットの数値解析に関しては,昨年度行った解析では超音速領域に擾乱を入れたことにより衝撃波の強度が大きく変わってしまう問題があったが,ノズル内の亜音速領域から解析し擾乱を亜音速領域に入れることで衝撃波の強度をほとんど変えないで擾乱の影響のみが見られることを示した.その上で,擾乱を入れると,層流流入に比べ5dB程度音響レベルが下がることがわかった.今後すでに計算が終了した格子解像度を変えた解析結果を利用して,より定量的に議論する.最後にこれまで行ってきた一様等方性乱流の解析に加え,時間発展せん断層から発生する音響波の特性を議論した.2つの基本的な乱流場からの音響波発生の特徴を見ることで,音源の強度,周波数特性に関して予測する際に重要となる知見を得た.今年度は,超音速噴流から発生する衝撃波騒音に関して数値解析と実験を進めた.実験に関しては,九州大学において実験を行い,衝撃波騒音を含めてデータの解析を行った.シュリーレン法による密度場の非定常計測を行うことで,音響波の音源位置,周波数特性に加えて,密度変動と衝撃波の干渉から音響波が発生する様子を観測した.これらの情報をさらに周波数領域においてPOD解析することで,音響波の発生パターンを含めて理解した.数値解析に関しては,衝撃波を含む条件において擾乱の強さを変化させた2ケースの解析を行った.コニカルノズルを用いた解析を行ったが,コニカルノズルとすることで,擾乱が発生しやすくなり適正膨張条件に比べてあまり境界条件の感度が現れないことがわかった.すなわちコニカルノズルのような解析では,初期せん断層に20点程度の格子密度のみに注意すれば良いことがわかった.これはコニカルノズルなどの場合は意図的に乱れを与えなくとも、自然に乱れが入るためであり,数値解析上はそのケアはあまり重要ではないと言える.このように音響波発生に重要な物理現象を理解し,2dB以内の予測精度のために必要な数値解析のための指針を得た.また昨年度までに行った,せん断層の研究に関してはデータ整理を続けており,今後論文投稿に続けていきたい.最後にこれまでの解析を通して,初期せん断層に20点程度の解像度を確保し,擾乱を適切に与えることで2dB程度の予測誤差でおおよそ音響波が予測できることが分かった.これにより今後のモデル化につなげたい.