hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
旋回キャビテーションの基礎研究

本補助金により,3種類の実験,5種類の理論解析を行い,大きな成果が得られた.実験に関しては,先ず実機寸法のH II用エンジンLE-7の液体酸素用インデューサとキャビテーションタンネルを製作し,広い範囲の運転条件下で旋回キャビテーション,キャビテーションサージを含む不安定現象を観察し,その発生条件を明確にした.また,これらの現象の発生下でケーシング上の圧力変動を精細に計測し,旋回キャビテーションに関してキャビティの伝播の様子を調べた.旋回キャビテーションに重要な役割を果たす翼端キャビテーションの非定常特性を明らかにする基礎実験として,翼端もれ流れのキャビテーションを二次元,非定常流れのキャビテーションとしてとらえ,実験およびシミュレーションを行った.その結果,もれ渦中に生じるキャビテーションの体積は,体積変動を考慮した流れ解析でよくシミュレートできることがわかった.今後この方法に基づき,三次元翼端もれ流れキャビテーションの非定常特性を予測検討する予定である.翼端キャビテーションと翼面キャビテーションの関係および非定常特性を明らかにするために,振動翼試験装置を製作し,予備実験を行った.現在はまだ翼を固定した状態でのキャビテーションの観察が完了しただけであるが,従来認められていない高周波数の振動が観察されており,非定常特性のみならずより広い立場から実験を遂行する予定である.旋回キャビテーションに関し多くの理論解析を行った.先ず非線型解析を行い振幅を決める要因が,圧力低下によるキャビテーションコンプライアンスの増大にあることを明らかにした.次に平行平板間および環状翼列の場合の解析を行い,スパン方向の最低次モードに対しては三次元性の影響は小さく,二次元解析が有効であることがわかった.以上の解析はすべて翼列をアクチュエータディスクとして扱いキャビテーションの影響をマスフローゲインファクタとキャビテーションコンプライアンスで表現しているが,この他に有限ピッチ翼列解析で流れとキャビティの関係を直接調べた.その結果基本的には二次元アクチュエータディスク解析の結果を支持する結果が得られている.以上のより精細な解析はすべて二次元解析を支持するものであるが,この他に高次モードその他実験的に十分に明らかでないモードも発見された.これらの点のより詳細は今後の課題としたい.本補助金により,3種類の実験,5種類の理論解析を行い,大きな成果が得られた.実験に関しては,先ず実機寸法のH II用エンジンLE-7の液体酸素用インデューサとキャビテーションタンネルを製作し,広い範囲の運転条件下で旋回キャビテーション,キャビテーションサージを含む不安定現象を観察し,その発生条件を明確にした.また,これらの現象の発生下でケーシング上の圧力変動を精細に計測し,旋回キャビテーションに関してキャビティの伝播の様子を調べた.旋回キャビテーションに重要な役割を果たす翼端キャビテーションの非定常特性を明らかにする基礎実験として,翼端もれ流れのキャビテーションを二次元,非定常流れのキャビテーションとしてとらえ,実験およびシミュレーションを行った.その結果,もれ渦中に生じるキャビテーションの体積は,体積変動を考慮した流れ解析でよくシミュレートできることがわかった.今後この方法に基づき,三次元翼端もれ流れキャビテーションの非定常特性を予測検討する予定である.翼端キャビテーションと翼面キャビテーションの関係および非定常特性を明らかにするために,振動翼試験装置を製作し,予備実験を行った.現在はまだ翼を固定した状態でのキャビテーションの観察が完了しただけであるが,従来認められていない高周波数の振動が観察されており,非定常特性のみならずより広い立場から実験を遂行する予定である.旋回キャビテーションに関し多くの理論解析を行った.先ず非線型解析を行い振幅を決める要因が,圧力低下によるキャビテーションコンプライアンスの増大にあることを明らかにした.次に平行平板間および環状翼列の場合の解析を行い,スパン方向の最低次モードに対しては三次元性の影響は小さく,二次元解析が有効であることがわかった.以上の解析はすべて翼列をアクチュエータディスクとして扱いキャビテーションの影響をマスフローゲインファクタとキャビテーションコンプライアンスで表現しているが,この他に有限ピッチ翼列解析で流れとキャビティの関係を直接調べた.その結果基本的には二次元アクチュエータディスク解析の結果を支持する結果が得られている.以上のより精細な解析はすべて二次元解析を支持するものであるが,この他に高次モードその他実験的に十分に明らかでないモードも発見された.これらの点のより詳細は今後の課題としたい.理論的研究では2次元非粘性・非圧縮流れを仮定し、キャビテーションを完全な非定常として扱い、翼面キャビテーションの理論解析を行った。これによりキャビテーション長さの時間変動が明かとなり、MとKを周波数の関数として表示した。さらにキャビテーションの非定常性を仮定した旋回キャビテーションの非線形解析を行うことにより、その発生条件、発生モードおよびそれにより生じる圧力・流量変動の振幅を決定する要因が求められた。また実験的研究においては実機モデルインデューサ直前の周方向圧力変動の測定からTable1に示す種々のモード変動が計測された。各モードの特徴を以下に示す。(1)逆流渦中に生じるキャビテーション(2)旋回速度比が1より小さな旋回キャビテーション(3)羽根車に固着して回転する非対称なキャビテーション(4)旋回速度比>1の旋回キャビテーション(5)逆流中のキャビテーション(6)旋回キャビテーションにより生じるサージモードの可能性(7)従来のキャビテーション・サージまた来年度翼端キャビテーションの実験に用いる振動翼キャビテーション装置についても滞りなく完成させることができた。

理論解析に関しては旋回キャビテーションに対するキャビテイの3次元性の効果を調べるために,まず最初に平行平板間の直線翼列の線形解析を行った.その結果,スパン方向高次モードの旋回キャビテーションが存在し得ることが明らかとなり,0次,1次モードに対して,伝播速度比,増幅率をM・K平面内のマップとして示した.その結果1次モードは0次モードに比べて伝播速度比は高くなるが中立安定線は0次モードとほとんど変化しないことがわかった.またスパン方向のキャビテイの分布の非一様性が0次モードに及ぼす影響は極めて小さく,1次モードに対して若干伝播速度比を増大させる傾向があるものの全般的な影響は小さいことが示された.次に環状翼列に対して解析を行った.この場合もスパン方向の高次モードが存在し,高次モードでは伝播速度比が高くなることがわかった.ハブ比が小さくなるといずれの場合も旋回キャビテーションの発生域が小さくなること,0次モードの伝播速度比はあまり変化しないが高次モードでは小さくなること,0次モードに対する半径方向キャビテイの非一様性の効果は小さいが1次モードでは翼端付近へのキャビテイ分布の偏りによって旋回キャビテーションが発生し易くなりかつその伝播速度比が小さくなることがわかった.実験的にはケーシングの非定常圧力の計測により,旋回キャビテーション発生下の翼まわりの圧力場を調べた.これにより旋回キャビテーションの翼から翼への伝播の様子が定量的に明らかとなった.すなわち,低流量時には低圧領域は上流側に伸び,各翼の低圧領域は独立した形でその大きさが変化することにより伝播が生じるのに対し,高流量時には低圧領域は下流側に伸び翼間流路内に入る.その結果,隣接する2枚の翼上のキャビテイが合体した様な形を取りその長さが変化する形で伝播が生じることがわかった.また,翼面前後の圧力差より半径方向力を求め,キャビテーション発生状況との関係を明らかにした.理論解析に関しては,まず気泡が溶存することによる流体の圧縮性が旋回キャビテーションに及ぼす影響を調べるために,流体を等温な均質な気液二相流としてセミ・アクチュエータディスク法を用いて線形解析を行った.その結果,圧縮性により旋回キャビテーションの発生域が狭くなり,さらに圧縮性が強くなるとこれまでの解析や実験で見られなかった伝播速度比の高い旋回キャビテーションが存在し得ることが分かった.次に,これまでの旋回キャビテーションの解析結果を解釈上必要である非定常キャビテーション特性を調べるために,後縁閉鎖形でキャビティ長の変化し得る部分キャビテーションを対象とした線形特異点解析法を提示し,平板翼列に対して解析を行った.
固体振動観測のための狭帯域地震計開発のための基礎研究

本地震計の観測対象を多数の固有振動モ-ドのうち、従来はほとんど観測されたことのないコア・モ-ドのみに設定した。コア・モ-ドの特性を多面的に検討し、その組織的観測に役立つシステマティマテックスをいくつか見いだした。地動ノイズ等観測に対する阻害要因についてもその効果を最小限にする基準を得た。本地震計の持つべき特性として、感度(ディジタル・デ-タの最小単位)を0.10.5ナノガル、サンプリング率を3秒以内、ダイナミックレンジは10^6以上、対象周波数領域を0.85ミリヘルツを設定した。また、振幅の大きい基本モ-ドの周波数に対しては狭い吸収特性をもたせる。装置本体:既存のフィ-ドバック型地震計STSー2にディジタルフィ-ドバック回路は、DACパ-ソナルコンピュ-タ、ADCで構成した。STSー2の速度出力をアナログ積分し、ロ-パスフィルタ-を通した信号をディジタル演算した後、アナログ信号に変換し、STSー2の較正用コイルにフィ-ドバックする「アナログ・ディジタル混合方式」になる。最大の問題点は、装置本体の環境制御であって、地動ノイズが少なく、温度制御が出来電磁ノイズの少ない観測点の設定である。ディジタル演算:DACから入力した信号をどれだけ速やかに演算しフィ-ドバックするかがキ-ポイントである。STSー2の出力3成分すべてを採用し、多数の同調ピ-クと吸収ピ-クを同時に作る方式を考察して目的を達せられる。これはエリエイジングを利用したフィルタ-で、ほぼ等間隔にあるコア・モ-ドに良く適合する。現場での観測テストは行っていないが、実験室でのシミュレ-ションでは、ほぼ目的に近い性能を持つ装置の原型が出来たと考えられる。微弱な地球の固有振動(従来検出できなかったコアモ-ド)を観測するための同調型狭帯域地震計の開発に関する基礎的研究を行った。従来の高性能地震計が、広帯域高ダイナミックレンヂであることによって忠実な波形を観測しようとしてきたのに対して、本地震計では任意の特定モ-ドの予想周波数近傍に狭い帯域を設定する。1.地動ノイズが1/3オクタ-ブ(26%)について10ngal程度あるのに対して、M=8の地震によって励起されるコアモ-ドの振動は最大10ngal程度しかないので、周波数帯域をQ=10よりせまくしなければならない。2.あらたに振子を設計制作するのは技術開発項目があまりにも多いので、既存のフィ-ルドバック型長周期地震計を改造して利用するのが現実的と判断し、試作器の原型としてSTS-2(ストリカイゼン社)を購入した。3.STS地震計のフィ-ドバック回路の改造について行った解析結果は次の通りである。(1)目的のバンド幅と他の全周波数帯域について、各々独立フィ-ドバック回路をうまくバランスさせる。(2)後者にはアナログ回路で充分であるが、目的の低い周波数域(0.5-5mHz)内において安定な周調をとるためには、ディヂタルのフィ-ドバック回路を必要とする。(3)ディヂタルフィ-ドバック回路、即ち前段の低パスアナログフィルタ-からAD変換器、マイクロコンピュ-タ-とその演算のアルゴリズム、DA変換器、及びフィ-ドバック電力供給回路までについてS型(一つのモ-ドのみに同調)とM型(複数のモ-ドに同時併列同調する多チャンネル型)の動作特性を調べた。特に有用と考えられるM型についてチャンネル間の干渉を検討した結果、M型は理論的には成立することがわかった。4.限られた予算内でのM型実現にはまだ多少の工夫が必要である。
大学のマス化段階における大学生の読書行動の変容についての実証的研究

本研究は、昨年度からの継続研究である.昨年度、大学のマス化段階における大字生の読書行動の変容を捉える目的で、東京工業大字と京都大学の両理学部の卒業生(1969年1988年卒)に対しアンケート調査を実施シた。このデータの解析ならびに、研究代表者がかつて実施にかかわった京都大字の経済学部・教育学部の卒業生調査(1969年1988年卒対象)のデータとの比較が今年度の課題だった.これら四学部(東京工業大学理学部/京都大学理学部・経済学部・教育学部)の卒業生の読書行動を比較した場合に確認できたことは、以下の通りである.東京工業大学理学部と京都大学理学部の場合、読書行動は文化サークル活動や一般教養科目への取組みの熱心さと親近性がある。これに対し京都大学経済学部の場合、読書行動は学外活動(交友やアルバイト)との親近性が強い。また京都大学教育学部の場合は、読書行動と専門科目の取組みとの親近性が強い。要するに、本を読むという同じ行動でありながら、大学の風土が異なれば、その意味が大きく異なる点が実証的に確認できたわけだ。今回の調査対象者が大学時代を過ごした年代は、「大学生」という共通のアイデンティティ基盤が揺るぎ、大学生の「分衆化」が起こり始めた時代的分岐点に相当する。本調査は、読書行動という、学生生活全体から見ればかなり限られた部分にスポットをあてたものであるが、こうした調査領域の絞り込みゆえにかえって、この時代の大学生の変容過程を鮮明に描写することができた。そのほか本研究では、大学生の読書行動におけるレファレンス・グループの意味、大学生の「大衆化」にともなう「教養主義」カルチャーの局所化等について、実証的見地から有意義なファインデインダスが得られた.本研究は、1960年代から1980年代にかけての大学生の読書行動の変遷過程を把握することを主眼としたものである。この時期の大学生の読書行動についての通説としては、大衆化という側面から論じられるものがほとんどである。すなわち、かつて「読書人」としてのアイデンティティを強く保持していた大学生が、次第に「かたい本」を読まなくなる、とするものである。しかしながら、大学生の読書行動の大衆化がリニアに進行したものとは必ずしもいえない。これは種々の大学の学生部調査などを検討して明らかとなったことである。例えば、京都大学の学生部調査が学生の書籍費を継続的に調査しているが、そのデータを細かに検討すれば、学生の書籍費は、1960年代から1970年代にかけてむしろ増加の傾向にあることが見て取れる。書籍費の減少傾向があらわれるのは、1980年代半ばからである。また、朝日新聞社の読書社会調査によれば、1960年代の大学生の読書意欲は一般社会人の読書意欲よりもむしろ高い。振り返って見れは、1950年代から1960年代にかけての時期というのは、角川書店などを筆頭に、「教養書」の大量廉価販売(文庫戦略)が積極的に行われた時期であり、出版社側のその面での収益も決して低くない。この時期の出版商業主義は「教養主義」と決して矛盾するものではなく、むしろ「教養主義」の普及を下支えするものとすらいえる。こうした時代背景のもとで、大学生の読書意欲が高まっていくことはむしろ自然であるとみてもよい。高度経済成長は、「大学生らしい読書」をむしろ推進した面もあるのである。こうした知見を確認するために、京都大学と東京工業大学の卒業生に大学時代の読書についての回顧調査を実施した。本年度は、そのデータの解析に取り組む予定である。そのほか本研究では、大学生の読書行動におけるレファレンス・グループの意味、大学生の「大衆化」にともなう「教養主義」カルチャーの局所化等について、実証的見地から有意義なファインデインダスが得られた.
自家移植神経側々吻合を用いた神経損傷後の支配筋萎縮防止法の開発

引き続き、損傷された末梢神経の再生の過程における:Activating Transcription Factor3(ATF3)の発現を見る実験を行った。ATF3はTranscription Factorの一種であり、軸索損傷・再生のマーカーになりうると考えられている。しかしながら、その詳細な働きは未だ不明である。本年度は、これまで行ってきた研究を論文として発表した。その研究の内容は、ラットの坐骨神経を用いて、軸索が再生する圧挫損傷と、再生しない切断損傷を比較し、運動ニューロン及び膠細胞(Schwann細胞)におけるATF3の発現は、再生軸索、ターゲットとの相互作用がなくても自立的に抑制されるが、感覚ニューロンではターゲットとの相互作用等別の制御機構があることが示唆された。また再生軸索が、ATF3発現抑制に何らかのシグナルを発していることも示唆された。さらに、これらの結果より、感覚ニューロンの方が運動ニューロンよりも再生能力を長期間保持できることが示唆された。(文献1)さらに、引き続きラットの坐骨神経切断後に再縫合するモデルで、運動・感覚ニューロン、Schwann細胞においてATF3の発現を検討した。坐骨神経切断後0,3,6ケ月経過後に再縫合しDorsal Root Ganglion(感覚ニューロン)、脊髄(運動ニューロン)、坐骨神経内のSchwann細胞において、ATF3の発現を検討した。いずれの群も運動・感覚ニューロンにおいては、先の切断後の状態と同様ATF3の発現が見られた。ただ、切断後長時間が経過するほど、感覚ニューロンの方が運動ニューロンよりもATF3の発現の低下は小さくなる傾向が見られた。これからも、感覚ニューロンの方が再生能力を長期間持続していることを表していることが考えられた。一方、切断後時間が経過するにつれてSchwann細胞内でのATF3の発現量は減少していた。これは、時間が経過するとシュワン細胞自体が遊走して変性した軸索内にとどまっていないことが示唆された。この研究はまだ途中であり最終結果は出ていない。また、海外グループと共同で平行して行っていた末梢神経端側吻合時におけるATF3の発現に関しても論文として発表した。(文献2)損傷された末梢神経の再生の過程におけるActivating Transcription Factor 3(ATF3)の発現を見る実験を行った。ATF3 Transcription Factorの一種であり、DNA転写の初期に生成されるタンパクで、以降のDNA転写の制御に関与する物質である。ATF3は神経系のみならず肝臓や腎臓といった種々の細胞でストレス刺激に対して発現することが知られている。神経系では、軸索が損傷された運動・感覚ニューロン、末梢神経損傷後のシュワン細胞などで発現することが知られており、軸索損傷・再生のマーカーになりうると考えられている。しかしながら、その詳細な働きは不明である。これまでの研究は、ラットの坐骨神経を用いて、軸索が再生する圧挫損傷と、再生しない切断損傷を比較し、運動ニューロン及び膠細胞(シュワン細胞)におけるATF3の発現は、再生軸索、ターゲットとの相互作用がなくても自立的に抑制されるが、感覚ニューロンではターゲットとの相互作用等別の制御機構があることが示唆された。そこで、今度はラットの坐骨神経を一度切断した後に再縫合したモデルを作成し、運動・感覚ニューロン、シュワン細胞においてATF3の発現を検討した。坐骨神経切断後0,3,6ヶ月経過後(この間切断した坐骨神経は再生しないよう断端を充分な距離をとって固定しておく)に再縫合しDorsal Root Ganglion(感覚ニューロン)、脊髄(運動ニューロン)、坐骨神経内のシュワン細胞において、ATF3の発現を検討した。再縫合後2週間の結果では、いずれの群も運動・感覚ニューロンにおいては、先の切断後の状態と同様ATF3の発現が見られた。しかしながら、切断後時間が経過するにつれてシュワン細胞内でのATF3の発現量は減少しているような結果が得られた。まだ、実験途中であり最終結果でないので結論は出ないが、ニューロンよりは切断後長時間経過しても再生能力は保たれるが、シュワン細胞は再生能力(再生支援能力)が衰えることが示唆された。昨年度に引き続き、末梢神経損傷に伴ってニューロンやシュワン細胞に発現するActivating Transcription Factor 3(ATF3)の観察を行った。Wistarラットの一側坐骨神経に反対側より採取した腓骨神経を移植した。坐骨神経に腓骨神経を端側吻合した群、吻合せず腓腹神経の断片を坐骨神経に接触させたのみの群、腓腹神経移植せず坐骨神経の神経周膜に端側吻合と同じ縫合のみを行った群を作成し、脊髄内運動ニューロン、後根神経節内ニューロン、坐骨神経内シュワン細胞でのATF3の発現を見た。腓腹神経を縫合せず接しておいたものはいずれにおいてもATF3の発現はほとんど無かった。縫合のみの群では少数のATF3発現ニューロンが見られた。またシュワン細胞では、縫合した部分に一致してATF3の発現が見られた。腓腹神経を端側吻合した群では、多くのニューロンでATF3発現を見た。またシュワン細胞では端側吻合のために神経周膜を開創した部分を中心に多くの細胞でATF3の発現を見た。

以上より、端側吻合の場合、端側吻合の外科的処置による神経損傷に伴ってATF3が発現しているものと考えられた。この研究は海外グループと共同で行った。成果は文献2の内容である。坐骨神経切断後の新規材料(キトサン)を用いた再生の研究も行った。キトサンは甲殻類の甲羅の成分であるキチンより分離精製されたポリサッカライドであり、皮膚などで再生に有用であることが確認されている。Wistarラットの坐骨神経を2カ所で切断して、5mmのギャップを作成し、キトサンスポンジを移植した。坐骨神経の再生軸索はキトサンスポンジが分解されている部分に集積したマクロファージに沿う様に伸長していた。またシュワン細胞もそれに伴って遊走集積していた。キトサンを移植した坐骨神経の軸索は4週間ほどでギャップを超えていることが観察され、キトサンが末梢神経再生に有用な材料であることがわかった。この結果は文献1で発表した。引き続き、損傷された末梢神経の再生の過程における:Activating Transcription Factor3(ATF3)の発現を見る実験を行った。ATF3はTranscription Factorの一種であり、軸索損傷・再生のマーカーになりうると考えられている。しかしながら、その詳細な働きは未だ不明である。本年度は、これまで行ってきた研究を論文として発表した。その研究の内容は、ラットの坐骨神経を用いて、軸索が再生する圧挫損傷と、再生しない切断損傷を比較し、運動ニューロン及び膠細胞(Schwann細胞)におけるATF3の発現は、再生軸索、ターゲットとの相互作用がなくても自立的に抑制されるが、感覚ニューロンではターゲットとの相互作用等別の制御機構があることが示唆された。また再生軸索が、ATF3発現抑制に何らかのシグナルを発していることも示唆された。さらに、これらの結果より、感覚ニューロンの方が運動ニューロンよりも再生能力を長期間保持できることが示唆された。(文献1)さらに、引き続きラットの坐骨神経切断後に再縫合するモデルで、運動・感覚ニューロン、Schwann細胞においてATF3の発現を検討した。坐骨神経切断後0,3,6ケ月経過後に再縫合しDorsal Root Ganglion(感覚ニューロン)、脊髄(運動ニューロン)、坐骨神経内のSchwann細胞において、ATF3の発現を検討した。いずれの群も運動・感覚ニューロンにおいては、先の切断後の状態と同様ATF3の発現が見られた。ただ、切断後長時間が経過するほど、感覚ニューロンの方が運動ニューロンよりもATF3の発現の低下は小さくなる傾向が見られた。これからも、感覚ニューロンの方が再生能力を長期間持続していることを表していることが考えられた。一方、切断後時間が経過するにつれてSchwann細胞内でのATF3の発現量は減少していた。これは、時間が経過するとシュワン細胞自体が遊走して変性した軸索内にとどまっていないことが示唆された。この研究はまだ途中であり最終結果は出ていない。また、海外グループと共同で平行して行っていた末梢神経端側吻合時におけるATF3の発現に関しても論文として発表した。(文献2)
分子内,分子間における電子移動反応の理論

本研究では、電子移動反応過程に現われる多電子系波動関数の持つ自由度の中で、電子移動反応に最も重要な役割を果たす自由度、すなわち電子集団座標の抽出を行った。まず電子系波動関数の時間発展を時間依存変分法で記述することにより、擬古典力学的運動方程式を導出した。ここでは新たな変分試行関数を導入することにより、カノニカル変数で記述された古典力学方程式と同型な正準運動方程式を導いた。従来、分子内、分子間の電子移動において、電子供与体分子や受容体分子に局在化した電子波束として、HF波動関数の空間対称性の破れた解が用いられてきた。これは、一般に非線形な変分自由度を持つ定常状態変分法における不安定解が、波動関数の対称性を崩すことにより、より安定な電子局在化状態として出現する機構を利用したものである。本研究での新しい波動関数に基づけば、種々の電子局在化状態が生成される機構を、定常状態変分法での対称性の破れと関連付けて論じることができる。すなわち、ヘシアン行列の負固有値に対応する固有モードが空間対称性を壊す電子局在化モードであれば、その固有モードが電子移動座標となり、定常状態変分法の鞍点がそのまま電子移動反応の遷移状態に対応することが示された。また、本研究での正準運動方程式に基づいてMaximal Decoupling Conditionにより電子波動関数の中から電子集団座標を分離した。例としてH_3対称電子移動反応系で時間依存クラスター展開型波動関数を用い電子集団座標の分離を行った。電子移動の遷移状態、すなわち対称性を満たすHF不安定解から出発する典型的なトラジェクトリーの集積体が電子移動の集団座標として同定され、位相空間(p,q)において陰表示された。
水圧脈動特性と流動様式に及ぼす吸出し管幾何形状の影響

フランシス水車に設けられる曲り吸出し管の幾何形状によって、部分負荷運転域の安定性能を損うQS形水圧脈動(吸出し管サージング)の低減を達成するために、新たに製作された曲り吸出し管を使用して水圧脈動に及ぼす流路形状の影響を実験的に調べ、以下の知見を得た。1.吸出し管入口円すい部において十分な圧力回復量が得られるように曲り部までの断面積比を大きくした幾何形状を採用することにより、QS形水圧脈動を低減できる。2.したがって、管内水流が共振状態に陥ることで発生するQS形水圧脈動の引き金が圧力回復量の変動であるとした西らの理論は妥当と判断された。3.一本のら旋形渦心によって生ずる脈動圧力がふれ回り成分と同相成分の和として表現できるという西らの理論に基づき圧力波形を分析した結果、水圧脈動のキャビテーション特性が正しく表されることが確認された。4.ら旋形渦心の形態で代表される吸出し管内の流動様式は、旋回度だけでなくキャビテーション係数の影響も受ける。流動様式【III】の運転状態においてキャビテーション係数Kを大きくしていくとKの増加に伴って2本のら旋渦心の出現率が1本よりも高くなるという間欠性を有する領域が見出された。この領域を流動様式【IV】'と命名した。5.上記の間欠性については高速ビデオ解析装置を利用して調べ、間欠係数を用いて定量化した。吸出し管サージングは水車分野の重要な問題であるが、脈動圧力の測定法が確立していないこともあって国際規格には未だ取入れられていない。本研究により得られた知見はその解決の緒を与えるので、水車用吸出し管の水圧脈動特性の計測法および診断法の開発とその確立を図る試験研究に繋いでいきたいと考えている。
呼吸鎖複合体-Iの１分子計測を実現する特異的化学修飾法の確立

呼吸鎖NADH-キノン酸化還元酵素(以後、複合体-I)のX線結晶構造に基づいて、ピストン運動モデルが2013年に提案された。この酵素の動きを1分子計測によって検証することを目標に見据え、動きを検出するプローブ分子を、複合体-Iに対して位置特異的に化学修飾することにより、1分子計測を可能にする技術的基盤を開拓することを目指した。トシル化学法によって、ウシ心筋ミトコンドリア複合体-Iのキノン結合ポケットを構成する49 kDaサブユニットのAsp160を特異的にアジド化する方法論を確立した。さらに、このアジド基を足場として、いろいろな2次タグをクリックケミストリーで導入できることを示した。複合体-Iの動きを可視化するためには、酵素を可視化プローブによって位置特異的に標識する必要がある。これを達成するためのタンパク質の標識手法としてLDT chemistryの手法を取ることを選択し、LDT chemistryに利用可能なリガンドとして、複合体-Iに強い結合親和性を有するアセトゲニンを利用することとした。アセトゲニンの活性発現に影響のないアルキル鎖末端にトシルを有するリガンド(アセトゲニン-リガンド)をデザイン合成した。合成した2種類のアセトゲニン-リガンドはいずれもウシ心筋ミトコンドリアの複合体-Iに強い結合親和性(阻害効果)を維持することを確認した。合成したアセトゲニン-リガンドを用いてウシ心筋複合体-Iのアジド化あるいはアルキン化を試みた。標識されたサブユニットのペプチド限定消化およびペプチド断片の精密質量分析を行った結果、キノン結合ポケットを構成すると考えられている49 kDaサブユニットのAsp160(49 kDa Asp160)が特異的にアジド化あるいはアルキン化されていることが判明した。この標識の反応収率を概算したところ、両リガンドとも約50%であることが明らかになった。また、この標識はロテノンなどのキノン結合ポケットに作用すると考えられている他の阻害剤によって顕著に抑制されることがわかった。残念ながら、49 kDa Asp160が標識を受けることによって、キノン還元活性が完全に阻害されてしまうことが明らかになった。このため、キノン結合ポケット内を位置特異的に標識する技術は確立できたものの、このままでは複合体-Iのターンオーバーに伴う構造変化などをモニターすることはできない。次年度から解決策を考える必要がある。ミトコンドリア複合体-Iの動きを可視化するために、可視化プローブによって酵素を位置特異的に標識することが必須である。複合体-Iの位置特異的化学修飾を達成するために、本研究ではLDTケミストリーの手法を取ることにした。LDTケミストリーに利用可能なリガンド分子として、アセトゲニンを鋳型にしたプローブ分子を設計・合成した。合成したアセトゲニンリガンドを用いて、ウシ心筋ミトコンドリア複合体-Iに対して位置特異的にアジド化とアルキン化を試みた。電気泳動、精密質量分析などの一連のタンパク質(ペプチド)化学分析の結果、キノン結合ポケットを構成すると考えられている49 kDaサブユニットのAsp160(49 kDa Asp160)を特異的に化学修飾していることが明らかになった。この化学修飾は、短鎖キノンや他の阻害剤の共存によって完全に抑制された。この結果は、この修飾が特異的なものであることを保証するものである。修飾率は約50%であり、修飾された酵素はほぼ完全に失活することがわかった。49 kDa Asp160に置換したアジド基に対して、種々の環状アルキン(大きな環ひずみを有するもの)の反応性をインタクトな複合体-Iを用いて精査したところ、嵩高い環状アルキンであっても49 kDaAsp160-N3と直接的に反応することが明らかになった。この事実は、49 kDa Asp160-N3を足場として、さらに多様な合成分子を置換することが可能であることを示唆するものである。複合体-Iのキノン結合ポケットを構成する49 kDaサブユニットのAsp160(49 kDa Asp160)を特異的に化学修飾することができたことから、これを足場にしてさらに多様な化学修飾を展開できる可能姓が見えてきた。ウシ心筋ミトコンドリア複合体-Iのキノン結合ポケットを位置特異的に化学修飾する方法論の確立を目指して来た。27年度までに、アセトゲニン分子をリガンド分子として用いるトシル化学法によって、キノン結合ポケットを構成する49 kDaサブユニットのAsp160(49 KDa Asp160)を特異的に化学修飾する条件を確立することができた。しかし、亜ミトコンドリア粒子を実験材料とした時、環歪みを持つDIBO分子(分子中にシクロオクチンを含む)をクリックケミストリーのパートナーとして用いると、複合体-I以外のミトコンドリアタンパク質との化学修飾を抑えることができなかった。特に、ADP-ATP輸送体との副反応は深刻であった。これは、シクロオクチンと他のタンパク質中の求核性アミノ酸残基との反応性が高いためであろうと予想された。この問題を解決するべく、亜ミトコンドリア粒子中の49 KDa Asp160をトシル化学によってまずシクロペンテン(1次タグ)で修飾し、その後、テトラジンを有する蛍光2次タグ(テトラジン+BODIPY)を導入する戦略を試みた。その結果、49 KDa Asp160に対するシクロペンテンの修飾率は3050%と良好であった。

その後のシクロペンテンとテトラジンの反応は極めて選択性が高く、他のタンパク質中の求核性アミノ酸残基との反応はほとんど観察されなかった。一方、シクロペンテンの代わりに種々の環歪みを持ったプローブについても検討したが(例えば、シクロオクチン)、プローブが嵩高いために、49 KDa Asp160への修飾率が顕著に低下した。呼吸鎖NADH-キノン酸化還元酵素(以後、複合体-I)のX線結晶構造に基づいて、ピストン運動モデルが2013年に提案された。この酵素の動きを1分子計測によって検証することを目標に見据え、動きを検出するプローブ分子を、複合体-Iに対して位置特異的に化学修飾することにより、1分子計測を可能にする技術的基盤を開拓することを目指した。トシル化学法によって、ウシ心筋ミトコンドリア複合体-Iのキノン結合ポケットを構成する49 kDaサブユニットのAsp160を特異的にアジド化する方法論を確立した。さらに、このアジド基を足場として、いろいろな2次タグをクリックケミストリーで導入できることを示した。アセトゲニン-リガンドを用いたLDT chemistryによって、複雑な膜タンパク質である複合体-Iを位置特異的に化学修飾できることが判明したことは大きな成果であった。また、キノン結合ポケットを構成すると考えられている49 kDa Asp160が強い求核性を有するということがわかったことは予想外の発見であった。49 kDa Asp160-N3に対して、どの程度まで嵩高い分子が反応(クリックケミストリー)できるかを早急に見定める必要がある。28年度が最終年度であるため、記入しない。生物有機化学キノン結合ポケットを構成すると考えられている49 kDa Asp160が特異的に化学修飾されることがわかった反面、この位置の修飾によって酵素活性が失活したことから、別の位置に対して標識することを試みる必要が出て来た。この解決策として、アセトゲニン以外の阻害剤をリガンドして用いることを考慮する必要がある。アセトゲニンプローブ分子の実際の合成が計画通りに進まなかったため、使用する消耗品(合成試薬、有機溶媒)が計画を下回ったためである。合成関連の研究に要する消耗品費について、当初計画していたより支出が少なかったため。27年度の終盤(28年23月)になって、アセトゲニンプローブ分子の合成上の問題点がある程度解決できたため、28年度は計画通りに使用できる見通しである。27年度に実施する合成関連の研究に合わせて使用する。
市中で感染したＭＲＳＡの薬剤耐性および病原性解析とその治療戦略

2012年10月から2013年9月までに分離されたMRSA 231株を用いて分子疫学的解析を行った結果、CDCの定義による臨床的CA(市中感染型)-MRSAは28株(12.1%)、SCCmec型別による細菌学的CA-MRSAは78株(33.8%)と乖離が見られた。また231株のMRSAは88種類のクローナル・グループに分別され、細菌学的CA-MRSAで最も多く検出されたクローンはMLST解析によりこれまで本邦で報告のされたことのないST5-SCCmecIVのMRSAクローンであった。本邦で分離されるMRSAの細菌学的特徴や、分子疫学的解析による遺伝子学的な集団構成が判明した。東北大学病院および関連病院にて、約48,000人の患者の入院時において詳細な問診をとり、入院歴、医療関連施設への入所歴、透析歴、手術歴、MRSAの感染歴・保菌歴がないこと等を詳しく調査、確認した。また、同時に鼻腔細菌培養スクリーニングを実施し、鼻腔スワブをMRSA選択培地に塗布し、MRSAの検出を試みた。その結果、約1,000名の患者からMRSAが検出され、さらにこのうち103名の患者がCDCの定めるCA-MRSAの臨床的定義に該当した。この103株のCA-MRSAをピックアップし、DNA抽出、菌株保存を行った。また、得られたMRSA株について、nuc geneの確認を行い、黄色ブドウ球菌であることを確認し、微量液体希釈法による薬剤感受性、mecA遺伝子の有無、SCCmec型別、PVL, ACMEの有無について確認を行った。また、得られたMRSA株について、nuc geneの確認を行い、黄色ブドウ球菌であることを確認中である。市中感染型MRSA(community-acquired MRSA; CA-MRSA)の定義は、米国(CDCの定めた臨床的定義しかないため、細菌学的特徴と乖離することが多く、疫学調査や、臨床の現場においてCA-MRSAの判定に混乱を来している。そこで、厳密にCA-MRSAの臨床的定義を満たす株について、耐性遺伝子解析、分子疫学的解析、病態解析を行い、CA-MRSAの細菌学的特徴を明らかにすることを目的とし、CA-MRSAの収集を行った。2012年10月から2013年9月までに東北大学病院および関連施設で分離された各患者のMRSA初回分離株のうち遺伝子学的にMRSAと同定された231株を対象として、CDCの定義によるCA-MRSAとHA-MRSAの臨床的分類、SCCmec領域の型別によるCA-MRSAとHA-MRSAの細菌学的分類を行った。PVL産生遺伝子とACME関連遺伝子の検索を行った。さらにPOT法によるCA-MRSAとHA-MRSAのPOT分類、菌染色体のopen reading frame領域の違いに基づくクローン識別、MLST法、およびPFGE法により分子疫学的解析を行った。対象231株のうち、CDCの定義による臨床的CA-MRSAは28株(12.1%)、SCCmec型による細菌学的CA-MRSAは78株(33.8%)であった。PVL産生遺伝子陽性株は3株、ACME遺伝子陽性株は1株のみであった。POT解析では、4株を除いてPOT分類によるCA-MRSAとHA-MRSAの判定はSCCmec型別試験によるものと一致した(98.2%)。また231株のMRSAは88種類のクローナル・グループに分別され、そのうち30種類のクローナル・グループ(34.1%)が細菌学的CA-MRSAであった。細菌学的CA-MRSAで最も多く検出されたクローンはMLST解析によりこれまで本邦で報告のされたことのないST5-SCCmecIVの遺伝子型のMRSAクローンであった。POTで分別されたCA-MRSAクローナル・グループの間にはPFGE解析によって4通りの組み合わせで高い相同性が見られた。

本邦で分離されるMRSAの細菌学的特徴や、分子疫学的解析による遺伝子学的な集団構成が判明した。薬剤耐性菌現在行っているMLST及びPFGE解析が終了すれば、本研究で予定した解析が終了するので、おおむね順調に新手因していると考える。当初の予定より、大規模な調査を行う事が出来たため、CA-MRSAの定義を満たす菌株の収集に時間を要した。本研究の最終段階であるMLST解析、PFGE解析をすすめているところであり、平成26年度内には終了する予定である。CA-MRSA株の収集は終了したので、今後はこれらの株について、薬剤感受性試験、薬剤耐性遺伝子の検索と型別、SCCmecの型別、病原因子の検索、PFGEおよびMLSTによる疫学解析、細胞内侵入性の評価を順次、施行していく。現在進行中であるMLST解析およびPFGE解析について、まだ購入していない消耗品があったためである。次年度に購入して使用する予定である。次年度使用額は当初計画していた薬剤感受性試験、薬剤耐性遺伝子の検索と型別、SCCmecの型別、病原因子の検索を次年度に延期することによって生じたものであり、これらに必要な経費として平成25年度請求額と合わせて使用する予定である。
表面超構造制御原子層エピタキシ-のためのフリーラジカルの作製

本研究では、メゾスコピック構造を形成するために、半導体表面超構造の制御に有用な役割を果たすフリーラジカルの作製法の確立と、その役割を明確にするための化学種の同定や表面化学反応の解明を行い、結晶成長過程を原子レベルで制御することを目指した。広禁制帯幅半導体として期待されている立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)の結晶成長に着目し、1]有用なフリーラジカル作製とその制御、2]表面超構造変化の動的解析、3]成長素過程の解明、の各研究課題を中心に研究を遂行した。ガスソース分子線成長装置において、生成されたメチルラジカル(CH_3)をしきい値イオン化質量分析法で定量的に解析し、その量を10^91011cm^<-3>の範囲で制御できることを明らかにした。Si表面の極薄SiC層形成過程(炭化過程)における表面超構造の推移を高速反射電子線回折法を用いてその場観察し表面反応の素過程を明らかにした。得られた鏡面SiC層上への単結晶SiCのヘテロエピタキシャル成長において、原料流量の最適化により、原子層レベルで平坦な成長層が得られた。成長中の表面超構造と結晶成長過程との関連について検討し、二次元成長が支配的であることを明らかにするとともに、原子層レベルでの成長制御の可能性を示した。
ライフステ-ジに即した健康生活習慣の指導に関する研究

本研究は人間生活の基本である健康維持増進について、広領域から総合的に進め、健康生活習慣の改善に役立てることを目的とした。人々は健康維持増進の必要性は十分認識しているが、そのための生活実践は身についていない。各人は資賃をいかし、生活習慣の改慣の改善につとめるべきである。そこで各人に適切な健康生活(食生活・運動生活・休養等)の指導を行うための基礎資料が得られたものと考える。1.妊婦を対象とした研究(1)体重のコントロ-ルが重要である。そのためには栄養摂取と運動実施が必要である。(2)体力維持のためには運動実施が必要であり、種目は歩行、水泳が最適である。2.幼児を対象とした研究(1)食習慣のよく噛む、好き嫌いなく、楽しく食べるは家族全員で楽しく食事をすることから身につくものである。(2)体力、運動能力は生活環境や母親の養育態度と関係があり、とくに幼児の遊びが重要である。3.小中学校生徒を対象とした研究(1)食物摂取は野菜類が少なく、鉄の充足率が不足している。レバ-,納豆,ピ-マン等を嫌っている。間食は菓子が多い。(2)体力、運動能力は生活内容と関係がある。遊びの減少、室内ゲ-ムの増加、高学年生は塾、稽古の増加からの運動不足から明らかである。4.女子大学生を対象とした研究(1)食生活では簡易食型が多く、朝食欠食習慣も多い。(2)運動生活では運動不足が多く、肥満・やせの学生が多くなりつつある。5.高年齢者を対象とした研究食生活は世帯の構成や年齢と関係があり、単独世帯は簡易食型にやりやすい。以上の結果を参考にして、多くの人々の健康維持増進の指導に役立てたいと考えている。間食は菓子が多い。1.妊婦の健康管理に関する研究では、栄養と体力が妊婦におよぼす影響を明らかにするために、食事と運動の指導を実施して、その結果の分析をおこなった。2.幼児期の養育に関する研究では、幼稚園児の保護者および保育者を対象として、その養育態度について実態調査を実施して、その結果の分析をおこなった。3.健康生活習慣に関する研究では、児童・生徒409名、女子大学生998名を対象として、生活習慣(食生活、運動生活、休養等)について実態調査を実施して、その結果の分析をおこなった。4.食物摂取に関する研究では、児童・生徒409名、女子大学生998名を対象として、食物摂取の実態調査を実施して、その結果の分析をおこなった。5.身体的健康度の診断に関する研究では、児童・生徒409名、女子大学生998名を対象として、形態、体力、運動能力の測定を実施して、その結果の分析をおこなった。6.精神的健康度の診断に関する研究では、児童・生徒409名、女子大学生998名を対象として、精神的健康度の調査を実施して、その結果の分析をおこなった。7.今後の研究では、(1)健康生活習慣および食物摂取の調査結果と身体的・精神的健康度との関係を明らかにし、健康生活習慣の指導に役立てる。(2)児童・生徒の身体的健康度の診断は3年間継続することによってその発育、発達の状態を明らかにできる。(3)以上のことを総合することによって、健康生活習慣の指導内容および方法を明確にし、健康教育を実施することになる。1.妊婦の健康管理に関する研究では、妊婦に食事と運動の指導を実施した結果、運動実践群と運動非実践群には効果の差が認められたことから、運動の必要性が明らかになった。2.幼児期の養育に関する研究では、保護者および保育者を対象にしてその養育態度について実態調査を実施した結果、生活環境の影響などがあることが判った。

3.健康生活習慣に関する研究では、児童、生徒409名、女子大学生998名を対象として、生活習慣(食生活、運動生活、休養等)について実態調査を実施した結果、居住環境および運動経験との関係が明らかになった。4.食物摂取に関する研究では、児童、生徒409名、女子大学生998名を対象として、食物摂取の実態調査を実施した結果、居住環境との関係が明らかになった。5.身体的健康度に関する研究では、児童、生徒409名、女子大学生998名を対象として、形態、体力、運動能力の測定を実施した結果、個人の運動生活実践との関係が明らかになった。児童、生徒については継続して測定を実施した。6.精神的健康度に関する研究では、児童、生徒409名、女子大学生998名を対象として精神的健康度の調査を実施した結果、生活習慣との関係が明らかになった。7.今後の研究では、(1)健康生活習慣および食物摂取の結果と身体的、精神的健康度との関係を明らかにし、健康生活習慣の指導に役立てる。(2)児童、生徒の身体的健康度の測定は3ケ年継続することによって、発育、発達の状態を明らかにできる。(3)以上を総合して、健康生活習慣の指導内容、方法を明らかにし、健康教育を実施することにする。1.妊婦を対象とした研究(1)体重のコントロ-ルが重要である。そのためには栄養摂取と実施が必要である。(2)体力維持のためには運動実施が必要であり、種目は歩行、水泳が最適である。2.幼児を対象とした研究(1)食習慣のよく噛む、好き嫌いなく、楽しく食べるは家族全員で楽しく食事をすることから身につくものである。(2)体力、運動能力は生活環境や母親の養育態度と関係があり、とくに幼児の遊びが重要である。3.小中学校生徒を対象とした研究(1)食物摂取は野菜類が少なく、鉄の充足率が不足している。レバ-、納豆、ピ-マン等を嫌っている。間食は菓子が多い。(2)体力、運動能力は生活内容と関係がある。遊びの減少、室内ゲ-ムの増加、高学年生は塾、稽古の増加からの運動不足が明らかである。4.女子大学生を対象とした研究(1)食生活では簡易食型が多く、朝食欠食習慣が多い。(2)運動生活では運動不足が多く、肥満ぎみの学生が多くなりつつある。5.高年齢者を対象とした研究、食生活は世帯の構成や年齢と関係があり、単独世帯は簡易食型になりやする。以上の結果は、各人に適切な健康生活習慣(食生活、運動生活、休養等)の指導を行うための基礎資料が得られたものと考える。平成3年度より本学に中村学園大学健康増進センタ-が開催されることになり、このセンタ-での健康増進指導に大きく利用していくことになる。
分散型写像流方程式の初期値問題に対する幾何解析の展開

1.コンパクトな定曲率リーマン面や局所エルミート対称空間に値を取る閉曲線流がみたすある4階非線型分散型偏微分方程式に対する初期値問題の解法について、昨年度までに得られていた成果を整理しなおし、幾つかの研究集会で口頭発表として報告した。2.山﨑遥氏(高知大学大学院修士課程2年)と、実2次元球面に値を取る曲線流がみたすある5階の非線型分散型偏微分方程式に対する初期値問題を考察した。この偏微分方程式は、1次元のハイゼンベルグスピン系の連続体近似モデルを含む完全可積分系方程式の系列の一つである。昨年度の研究において、閉じていない曲線流の場合を考察し、分散型偏微分方程式の解に付随する平滑化効果を利用することにより、時間局所解の存在と一意性を示した。今年度は、閉曲線流の場合であっても同様の結果がえられることを示した。上記の平滑化効果を期待できないという意味で、閉曲線流の場合のほうが本質的に難しい問題設定になっていたが、先行研究の蓄積があったため容易に解決につながった。手をつけられていなかったという意味では結果自体は新しいが、斬新性という意味ではより研究を深める必要があり、査読付き学術雑誌への公表を考えるかどうかは検討中である。3.松岡真如氏(高知大学教育研究部自然科学系農学部門)、川上利次氏(日本森林林業振興会高知支部)、高野一隆氏(日本森林林業振興会高知支部)、木村穣氏(林野庁森林整備部)によるGNSS測量で得られた面積の精度評価に関する共同研究に関連して、位置誤差と面積誤差との関係について考察を進めた。得られた成果については査読付学術雑誌に掲載済である。球面値曲線流がみたす5階の分散型偏微分方程式に対する研究に関して、斬新とまでは言えないが一定の成果を得るには至った。ケーラー多様体値曲線流がみたす4階の分散型偏微分方程式の研究に関しては、昨年度までに得られた成果を研究集会で報告する機会をいただいたが、5階の分散型偏微分方程式の研究を優先したこともあり新規の課題に殆ど着手することができなかった。また、これらとは趣が異なるが、GNSS測量で得られた面積の精度評価に関する共同研究にも関わり、新たな成果や知見が得られた。以上を踏まえて判断した。本研究の最終年度であるので、5階の分散型偏微分方程式、4階の分散型偏微分方程式いずれの研究についても、研究を進めたり得られた成果を論文にまとめるなどして、総括につなげたい。1990年代後半以降、ある種の概エルミート多様体に値を取る写像流(あるいは曲線流)がみたす非線型分散型偏微分方程式の具体例に対する研究が、偏微分方程式論、幾何解析、可積分系理論、数理物理学などの様々な視点から進められている。最近、本研究代表者は定曲率閉リーマン面に値を取る閉曲線流がみたすある4階非線型分散型偏微分方程式(以下、方程式Aと呼ぶ)の初期値問題に対する時間局所解の一意存在を示した。この成果をまとめた論文の査読付き学術雑誌への掲載が決定した。しかし、この多様体に対する定曲率条件の緩和は困難であろうと推察された。そこで、リーマン計量の代わりに曲率テンソルを用いて方程式Aを修正することにより、新たに曲線流がみたす4階非線型分散型偏微分方程式(以下、方程式Bと呼ぶ)を導出した。そして、多様体がコンパクト局所エルミート対称空間ならば、方程式Bの初期値問題に対する時間局所解が存在することを示した。方程式Bに対するこの結果は、方程式Aに対する先行結果よりも広い枠組みの多様体を含んでいるが、本質的に同じ解法を用いているという意味で両者に技術的大差はない。むしろ興味深いのは、いわゆる2重シュレーディンガー写像流方程式との関連である。2重シュレーディンガー写像流方程式はDingたちが2014年に初めて提唱した幾何学的偏微分方程式の一種である。一般有限次元のユークリッド空間(または平坦トーラス)からコンパクト局所エルミート対称空間への2重シュレーディンガー写像流方程式の具体形を求めたところ、特に空間1次元の場合はその方程式が方程式Bに帰着されることがわかった。従って、本研究成果は2重シュレーディンガー写像流方程式の初期値問題に対する時間局所解の構成に初めて成功したという一面も有する。これらの内容をプレプリントとして執筆し、査読付き学術雑誌に投稿中である。当初の予定通りに、コンパクト局所エルミート対称空間への閉曲線流がみたす2重シュレーディンガー写像流方程式の初期値問題に対する時間局所解の存在を証明し、プレプリントの形でまとめることができたため。昨年度に引き続き、実2次元球面やそれを一般化したある種のリーマン多様体に値を取る曲線や写像がみたす分散型偏微分方程式の具体例に対して、初期値問題の解法研究を行った。1.昨年度の研究において、コンパクトな局所エルミート対称空間に値を取る閉曲線流がみたすある4階非線型分散型偏微分方程式を考察し、その初期値問題の時間局所解が存在することを明らかにした。この偏微分方程式はいわゆる2重シュレーディンガー写像流方程式と一致する。解の空間変数の定義域が高次元トーラスの場合も時間局所解が存在するか検討を行ったが、現時点では見通しが立っておらず、次年度以降に改めて考察を試みたい。2.山﨑遥氏(高知大学大学院修士課程1年)と、実2次元球面に値を取る曲線流がみたすある5階の非線型分散型偏微分方程式に対する初期値問題を考察した。

この系列のうちで4階までの偏微分方程式については先行研究において初期値問題の解法が与えられている。本研究では、これらの先行研究の方法に習って、上記の5階の偏微分方程式に対する初期値問題を考察した。その手始めとして、解の空間変数の定義域が実数直線の場合、すなわち閉じていない曲線流の場合を考察し、分散型偏微分方程式の解の平滑化効果を利用することにより、時間局所解の存在と一意性が従うことを示した。当初は研究実績の概要の1で述べた研究を進める計画であったが、2で述べた研究を優先的に進めることになった。2で述べた研究については、一定の成果が得られた。昨年度までの研究の蓄積があったため、順調に研究を遂行できたと思われる。一方で、得られた結果は限定的な設定下でのものであり、結果自体も想定の範囲内にとどまっている。これに関連して新たな課題も見つかり、今後の研究の展開も期待される。1.コンパクトな定曲率リーマン面や局所エルミート対称空間に値を取る閉曲線流がみたすある4階非線型分散型偏微分方程式に対する初期値問題の解法について、昨年度までに得られていた成果を整理しなおし、幾つかの研究集会で口頭発表として報告した。2.山﨑遥氏(高知大学大学院修士課程2年)と、実2次元球面に値を取る曲線流がみたすある5階の非線型分散型偏微分方程式に対する初期値問題を考察した。この偏微分方程式は、1次元のハイゼンベルグスピン系の連続体近似モデルを含む完全可積分系方程式の系列の一つである。昨年度の研究において、閉じていない曲線流の場合を考察し、分散型偏微分方程式の解に付随する平滑化効果を利用することにより、時間局所解の存在と一意性を示した。今年度は、閉曲線流の場合であっても同様の結果がえられることを示した。上記の平滑化効果を期待できないという意味で、閉曲線流の場合のほうが本質的に難しい問題設定になっていたが、先行研究の蓄積があったため容易に解決につながった。手をつけられていなかったという意味では結果自体は新しいが、斬新性という意味ではより研究を深める必要があり、査読付き学術雑誌への公表を考えるかどうかは検討中である。3.松岡真如氏(高知大学教育研究部自然科学系農学部門)、川上利次氏(日本森林林業振興会高知支部)、高野一隆氏(日本森林林業振興会高知支部)、木村穣氏(林野庁森林整備部)によるGNSS測量で得られた面積の精度評価に関する共同研究に関連して、位置誤差と面積誤差との関係について考察を進めた。得られた成果については査読付学術雑誌に掲載済である。球面値曲線流がみたす5階の分散型偏微分方程式に対する研究に関して、斬新とまでは言えないが一定の成果を得るには至った。ケーラー多様体値曲線流がみたす4階の分散型偏微分方程式の研究に関しては、昨年度までに得られた成果を研究集会で報告する機会をいただいたが、5階の分散型偏微分方程式の研究を優先したこともあり新規の課題に殆ど着手することができなかった。また、これらとは趣が異なるが、GNSS測量で得られた面積の精度評価に関する共同研究にも関わり、新たな成果や知見が得られた。以上を踏まえて判断した。