hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
パイロクロア格子状のスピン液体状態と非従来型異常ホール効果

我々は、フラストレーションによる異常な磁気伝導効果、あるいは、新しい相転移の可能性に注目して研究を行ってきた。その結果、パイロクロア型金属磁性体Pr_2Ir_2O_7の2K以下のスピン液体状態において、ホール抵抗が温度・磁場を関数として大きな履歴現象を示すことを見出した。この2K以下の低温状態では、パイロクロ格子上の[111]異方性を持つ4fモーメント聞に、RKKY相互作用による強磁性相関が働くことで、スピンアイス的な状態が形成されると考えられる。ただし、0.2K以上では常磁性状態であることから、観測された大きなホール抵抗のヒステレシスは、4fモーメントがカイラリティなどの高次の自由度を使って時間反転対称性を破った状態を形成することを示唆する。μSRの測定からはPrモーメントが低温0.1Kまで熱的揺らぎを伴いスピン液体状態にあることが考えられる。一方、幾何学的フラストレーションをコントロールする方法として,さまざまな条件下でのPr_2Ir_2O_7の合成を行い, IrサイトにPrを置換することに成功した。これは得られたサンプルの単位胞の体積が増大していることから確認され,化学的圧力と物理的圧力はいずれも高圧になるに従い電気抵抗の極小を与える温度が上昇するという整合性の取れた傾向を示した。さらに, Pr置換を行ったサンプルで低温において磁気転移を誘起することに成功した。これはPrイオン間に新たな相互作用が入ったためにフラストレーションが弱まったことに起因する可能性がある。最後に、我々の開発した2次元モット転移系のモット転移近傍の系Ca_<1.8>Sr_<0.2>RuO_4において、重い電子状態が軌道に依存した形で現れることを、角度分解型光電子分光(ARPES)を用いた測定から明らかにした。"金属スピン液体"、"金属スピンアイス"を実現する物質を新しい異常量子物質と捉え、その磁場中の基底状態の詳細な研究から、そこで現れる非従来型の巨大異常ホール効果の起源を明らかにすることを目的として研究を進めてきた。具体的には、Pr_2Ir_2O_7を対象として、極低温での磁化・比熱測定から磁場中相図を確定し、スピン液体の振る舞いの起源を明らかにしてきた。Pr_2Ir_2O_7は金属磁性体としては大変珍しく、強いフラストレーションのために低温まで長距離秩序を形成しない。実際、20Kという高い反強磁性相互作用の温度スケールを持つのに対して、スピンの凍結現象が見られるのがそれよりずっと低温の0.2Kである。また、2K以下で局在スピンは、短距離の相関を持った常磁性(スピン液体)状態を形成し、これと結合した伝導電子が非従来型の異常ホール効果を示すことが分ってきた。この低温状態において磁化測定を行った結果、結晶主軸[111]方向のみにメタ磁性転移が現れることが分ってきた。このことから四面体上のスピンは2-in 2-outのスピンアイスに似た非平面的な局所構造を持っていることが分る。さらに、局在スピンがスカラ・カイラリティを持つこの低温常磁性状態において、自発的な異常ホール効果が現れることが明らかになってきた。また、高純度多結晶試料の作成に成功し、その結果、新しい磁気秩序状態が発言することを発見した。この状態はスピンアイスが秩序した状態に対応するものと考えられる。さらに、競合した磁気相関を持つ量子物質として、我々の開発したCa_<2-x>SrxRuO_4を取り上げた。Ca_<2-x>SrxRuO_4は軌道の秩序により、様々な基底状態をとる2次元の多重バンド型モット転移系である。モット転移近傍の重い電子状態でのメタ磁性転移の中性子実験の研究から、数テスラの磁場で強磁性状態に転移することを明らかにした。最後に、我々の開発した

2次元モット転移系のモット転移近傍の系Ca_<1.8>Sr_<0.2>RuO_4において、重い電子状態が軌道に依存した形で現れることを、角度分解型光電子分光(ARPES)を用いた測定から明らかにした。
岩盤不連続面の形状および接触特性を考慮したせん断強度式開発に関する実験的研究

本研究課題に関する研究を実施した成果および今後の課題などを以下のようにまとめる.1.不完全な接触状態にある不連続面のせん断強度特性・垂直応力レベルが小さい領域ではダイレイションの効果が卓越し,完全接触状態の場合のせん断強度および破壊形態とほぼ同様の結果が得られた.・垂直応力レベルが大きい領域でも,ダイレイションの効果がまったくなく,完全接触状態の場合と同様に不連続面の有無や不完全接触の程度にかかわらず,同程度せん断強度および破壊形態を与えた.・垂直応力レベルが中程度の領域ではダイレイションの効果と石膏供試体そのもののせん断が混在し,完全接触状態の場合とは異なり,不完全接触の程度の影響を大きく反映する結果が得られた.せん断強度は完全接触の場合より不完全接触の程度に応じた値を与えた.2.不完全な接触状態にある不連続面のせん断強度特性・垂直応力レベルが小さい領域ではダイレイションの効果が卓越し,完全接触状態の場合のせん断強度および破壊形態とほぼ同様の結果が得られた.・垂直応力レベルが大きい領域でも,ダイレイションの効果がまったくなく,完全接触状態の場合と同様に不連続面の有無や不完全接触の程度にかかわらず,同程度せん断強度および破壊形態を与えた.・垂直応力レベルが中程度の領域ではダイレイションの効果と石膏供試体そのもののせん断が混在し,完全接触状態の場合とは異なり,不完全接触の程度の影響を大きく反映する.3.不完全な接触状態にある実岩盤不連続面の一般的なせん断強度モデルの開発・完全接触の場合のせん断強度に指標化係数を乗じれば不完全接触の場合のせん断強度を与えるように考慮すれば良いことが分かった.・完全な一般的なせん断強度モデルの構築には至らなかった.本件は今後の課題として残った.本研究課題に関する研究を実施した成果および今後の課題などを以下のようにまとめる.1.不完全な接触状態にある不連続面のせん断強度特性・垂直応力レベルが小さい領域ではダイレイションの効果が卓越し,完全接触状態の場合のせん断強度および破壊形態とほぼ同様の結果が得られた.・垂直応力レベルが大きい領域でも,ダイレイションの効果がまったくなく,完全接触状態の場合と同様に不連続面の有無や不完全接触の程度にかかわらず,同程度せん断強度および破壊形態を与えた.・垂直応力レベルが中程度の領域ではダイレイションの効果と石膏供試体そのもののせん断が混在し,完全接触状態の場合とは異なり,不完全接触の程度の影響を大きく反映する結果が得られた.せん断強度は完全接触の場合より不完全接触の程度に応じた値を与えた.2.不完全な接触状態にある不連続面のせん断強度特性・垂直応力レベルが小さい領域ではダイレイションの効果が卓越し,完全接触状態の場合のせん断強度および破壊形態とほぼ同様の結果が得られた.・垂直応力レベルが大きい領域でも,ダイレイションの効果がまったくなく,完全接触状態の場合と同様に不連続面の有無や不完全接触の程度にかかわらず,同程度せん断強度および破壊形態を与えた.・垂直応力レベルが中程度の領域ではダイレイションの効果と石膏供試体そのもののせん断が混在し,完全接触状態の場合とは異なり,不完全接触の程度の影響を大きく反映する.3.不完全な接触状態にある実岩盤不連続面の一般的なせん断強度モデルの開発・完全接触の場合のせん断強度に指標化係数を乗じれば不完全接触の場合のせん断強度を与えるように考慮すれば良いことが分かった.・完全な一般的なせん断強度モデルの構築には至らなかった.本件は今後の課題として残った.本研究課題に関する研究を実施した成果および今後の課題などを申請時に提出した研究実施計画に基づいて,以下のようにまとめる.1.垂直応力依存性非線形せん断強度の発現機構の実験的解明岩盤不連続面のせん断強度はその面に作用する垂直応力に依存して非線形的に増加する.本研究においては規則的不連続面形状を有する石膏供試体を用いて,形状の違いによるせん断強度への影響について多くの実験を実施した.その結果,以下のような知見が得られた.(1)垂直応力が小さい領域では不連続面に沿うすべり(ダイレイション)破壊モードが支配的であるが,垂直応力が大きくなると石膏そのものが破壊するモードが含まれるようになり,垂直応力が大きい領域では,不連続面の形状とは無関係に石膏自体の破壊モードのみとなる.(2)不連続面に1次形状(巨視的な形状)に2次形状(微細な形状)を付加させて実験を行ったところ,低垂直応力の範囲では2次形状に関する破壊モードが生じ,中程度の垂直応力の領域では1次形状に関係する破壊モードが支配的になり,高垂直応力域では1次や2次といった形状にはまったく影響されない破壊モード(石膏自体の破壊モード)のみが観察された.2.不連続面の形状評価法を導入したせん断強度モデルの確立上記1.で実施した実験などによって把握した不連続面のせん断強度発現機構を不連続面形状評価方法(Rengersの方法)と関連付けたせん断強度モデルを開発し,種々の形状をした実岩盤不連続面に適用し,その適用性や妥当性を検討した.実岩盤不連続面のせん断強度モデルはBartonの式が有名であるが,この式中には主観的な数値である不連続面の粗さ係数(JRC)が含まれており,得られたせん断強度に対する信頼性が低いとされている.本研究におけるRengersの方法は主観の入る余地がなく,このRengersの方法れによって得られたせん断強度は客観性に富んでいるといえる.

様々なJRCをもつ不連続面について,本モデルを適用した結果,Bartonの式によるせん断強度とほとんど一致することが明かとなった.3.今後の課題規則的な形状を有する石膏供試体に対する実験は概ね成功したと考えられるが,実岩盤不連続面のように複雑な形状を有する不連続面のせん断強度を実際に石膏供試体にて作成し,それに対する確認実験を行う.また,併せて本研究課題の目標でもある不完全接触状態の不連続面のせん断強度モデルを作成する.本研究課題に関する研究を実施した成果および今後の課題などを申請時に提出した研究実施計画に基づいて,以下のようにまとめる.1.不完全な接触状態にある不連続面のせん断強度特性○不完全接触状態にある単純歯型形状に対するせん断強度特性:最も単純な1次のみの形状と1次と2次を含む形状を持つ不連続面において,接触状態の程度を種々変化させたときのせん断強度特性と完全接触状態の場合のそれらとの比較検討・垂直応力レベルが小さい領域ではダイレイションの効果が卓越し,完全接触状態の場合のせん断強度および破壊形態とほぼ同様の結果が得られた.・垂直応力レベルが大きい領域でも,ダイレイションの効果がまったくなく,完全接触状態の場合と同様に不連続面の有無や不完全接触の程度にかかわらず,同程度せん断強度および破壊形態を与えた.・垂直応力レベルが中程度の領域ではダイレイションの効果と石膏供試体そのもののせん断が混在し,完全接触状態の場合とは異なり,不完全接触の程度の影響を大きく反映する結果が得られた.せん断強度は完全接触の場合より不完全接触の程度に応じた値を与えた.○不完全接触状態にある単純歯型形状に対する形状評価手法:・完全接触に対するRengersの形状評価手法とまったく同様の手法で不完全接触状態の不連続面形状特性を表現できることが分かった.2.不完全な接触状態にある実岩盤不連続面の一般的なせん断強度モデルの開発・上記で述べたように,不完全接触の程度がせん断強度に影響を与えるのは垂直応力レベルが中程度の領域であることが分かったが,不完全接触の程度を指標化するには至らなかった.・完全接触の場合のせん断強度に指標化係数を乗じれば不完全接触の場合のせん断強度を与えるように考慮すれば良いことが分かった.・完全な一般的なせん断強度モデルの構築には至らなかった.本件は今後の課題として残った.
刺激応答タンパクGADD34と代謝性高齢者疾患の解明

GADD34遺伝子欠損(KO)マウスはWTマウスに比べ、若いマウスはインスリンシグナル伝達系が亢進している。MEF,培養肝細胞をインスリン刺激し、インスリン受容体、Aktのリン酸化をはじめ下流のシグナル伝達系(mTOR系等)を検索した。また、脂肪酸合成酵素(ACC)のリン酸化を検索した。その結果、若いGADD34KOマウスは脂肪酸合成が亢進していることが判明した。すなわち、若いころはKOマウスは脂肪を蓄積する。多くの実験を雄マウスで行ってきたが、雌GADD34KOマウスは肥満になりにくいにもかかわらず、脂肪肝から肝硬変、肝癌に移行することが判明した。単純脂肪肝からNASHに移行するには肝臓に炎症性変化が生じることが判明した。GADD34がインスリンシグナル伝達系のどの部位に作用するかを明らかにするため、HEK293にGADD34を強発現する系をつくり、分子結合実験で検索する予定で進めた。GADD34強発現ではインスリンシグナルが低下したことからこの系が使えることが判明した。GADD34遺伝子欠損細胞ではインスリン受容体そのもののリン酸化が亢進し、GADD34強発現では抑制されていた。このことからGADD34は他の分子と複合体を形成して、インスリン受容体のリン酸化を抑制している可能性が示唆された。現在その分子機構を検索中である。その中でGADD34とCav-1が結合することからカベオラへのGADD34の関与が推察されているが未だ明らかに出来ていない。老化に伴ってGADD34KOマウスにおけるインスリンシグナル伝達系が抑制の方に傾くメカニズムにパルミテート等の飽和脂肪酸の関与が示唆された。GADD34KOマウスの脂肪肝、NASH ,肝硬変、肝癌への移行メカニズムとGADD34の抑制メカニズムの解明をするために、肝臓細胞の培養の系を確立した。肝臓細胞は長い期間培養できないため、より詳しい検索はMEFを使用した。さらにHEK293に遺伝子移入する系を確立した。ただし、癌細胞と正常細胞でシグナル伝達系や、代謝に違いがある可能性のため、つねに肝臓細胞に戻って確認することにした。これまで、雄マウスで検索していたところ、GADD34KO雌マウスでは肥満にならずに脂肪肝、肝硬変、肝癌、インスリン抵抗性になることが判明した。このことからインスリン抵抗性は脂肪組織からのTNFa等によるもの以外に肝臓に直接原因がある可能性が出てきた。GADD34KO,WTマウスより取り出した肝臓細胞にパルミテート等脂肪酸で刺激して、インスリンシグナル伝達系や代謝系を生化学的に解析することを進めている。GADD34の抗体、あるいはインスリン受容体のリン酸化抗体は免疫染色で細胞内染色が可能になった。インスリン刺激すると、GADD34,インスリン受容体のリン酸化抗体の細胞内局在が蛍光顕微鏡で観察できるようになったため、他の抗体も含めたダイナミックな変化を検索することが可能になった。GADD34がCAV-1等と複合体を形成してインスリン受容体そのものの脱リン酸化をおこなっていることがほぼ確実になったが、さらに詳細な分子メカニズムを最後の研究年に明らかにする。GADD34KOマウスは高脂肪食で脂肪肝を誘導するが、この中には糖質,蛋白質が含まれていて、脂質以外の成分の影響が考えられた。これら栄養素の関与を今後、脂肪のみ、糖質のみの食事を投与したり、蛋白質や微量元素、ビタミンの影響も含めて投与実験、培養実験を進め、その生化学的変化を追うことで、脂肪肝やインスリン抵抗性の本質に迫るとともに、GADD34の脂肪肝や糖尿病、腎臓疾患を抑えるメカニズムの解明を進めていく。そのためにはwestern blotting、immunoprecipitation,共焦点顕微鏡による解析が必要になる。磯部の名古屋女子大学にwestern blottingの装置一式揃え、分担研究者の長谷川の名古屋市立大学とともに西尾と名古屋女子大学の学生が中心となって、これらの研究を進めてきたが、西尾が埼玉大学に移動することになったため、研究の中心を埼玉大学に移動させる予定である。研究体制が整うまで、西尾は名古屋女子、名古屋市立大学に来て研究を継続する。GADD34を含めたERストレスの病態形成における生化学的研究は培養系で岐阜大学の大橋が引き続き継続していく。腎不全の形成におけるERストレスの関与は稲城が東京大学で継続して順調に仕事が進んでいる。肥満特に内臓脂肪の増加によるメタボリックシンドロームは世界的な問題となっている。私たちは、長年GADD34(Ppp1r15a)の研究をしているが、GADD34遺伝子欠損マウス(GADD34KO)が老化に伴って、肥満、2型糖尿病、脂肪肝から肝がんを発症することを見いだした。肥満の原因はGADD34KOがインスリンシグナルを亢進させていること、そのことで、脂肪細胞の分化増殖が進行することによる。本研究ではその分子基盤を明らかにするとともに、疾患の進行に関与すると予想される腸内細菌、糖化、活性酸素による蛋白変性とそれに伴うERストレスを検索し、高齢化に伴うこれらの疾患の予防、治療に貢献することを目標とする。初年度はGADD34のインスリンシグナル伝達系のどの段階に関与するかを生化学的に解析した。その結果、若いマウスで、GADD34はインスリン受容体そのもののリン酸化を抑えることが明らかになった。この場合、直接GADD

34とインスリン受容体が結合するのではなく、脂質二重層の裏打ち構造である、カベオラに存在するCavin-1、カベオリンとの結合を介して、抑制している可能性が考えられ、HEP293細胞への遺伝子移入と、インスリン刺激によって検索している。さらに、GADD34遺伝子欠損マウスの老化による肥満、2型糖尿病、脂肪肝から肝がんへの変化は雄マウスで観察してきたが、雌マウスにおいては、老化によって2型糖尿病、脂肪肝から肝がんが見られるも肥満が見られないことが判明した。GADD34遺伝子欠損マウスの肝臓細胞、MEFでGADD34遺伝子欠損細胞がインスリン受容体のリン酸化を増強すること、HEK293へのGADD34の遺伝子移入によるGADD34強制発現でインスリン受容体のリン酸化が抑えられることが明らかにできた。また、PTRF(Cav-1)が核のもならず、細胞膜にも発現することを免疫染色で明らかにできた。糖質摂取から脂肪酸合成にはインスリンシグナル伝達系が中心の役割をもつことがわかっている。マウスにインスリンを投与すると、GADD34遺伝子欠損マウスの肝臓細胞で脂肪酸合成の律速酵素ACCのリン酸化が抑制され、ACC活性が増強することが明らかになった。これまで、GADD34遺伝子欠損マウスの老化に伴う、肥満、2型糖尿病、脂肪肝から肝がんを発症は雄マウスを中心に研究してきた。雌マウスでは雄マウス同様に若年マウスではGADD34遺伝子欠損マウスはインスリンシグナルが亢進していることが明らかになったが、老化に伴う肥満がWTマウスとあまり変わらないにもかかわらず、インスリン抵抗性、脂肪肝、肝癌が見られるという雄マウスとは異なった結果がえられた。GADD34遺伝子欠損(KO)マウスはWTマウスに比べ、若いマウスはインスリンシグナル伝達系が亢進している。MEF,培養肝細胞をインスリン刺激し、インスリン受容体、Aktのリン酸化をはじめ下流のシグナル伝達系(mTOR系等)を検索した。また、脂肪酸合成酵素(ACC)のリン酸化を検索した。その結果、若いGADD34KOマウスは脂肪酸合成が亢進していることが判明した。すなわち、若いころはKOマウスは脂肪を蓄積する。多くの実験を雄マウスで行ってきたが、雌GADD34KOマウスは肥満になりにくいにもかかわらず、脂肪肝から肝硬変、肝癌に移行することが判明した。単純脂肪肝からNASHに移行するには肝臓に炎症性変化が生じることが判明した。GADD34がインスリンシグナル伝達系のどの部位に作用するかを明らかにするため、HEK293にGADD34を強発現する系をつくり、分子結合実験で検索する予定で進めた。GADD34強発現ではインスリンシグナルが低下したことからこの系が使えることが判明した。GADD34遺伝子欠損細胞ではインスリン受容体そのもののリン酸化が亢進し、GADD34強発現では抑制されていた。このことからGADD34は他の分子と複合体を形成して、インスリン受容体のリン酸化を抑制している可能性が示唆された。現在その分子機構を検索中である。
寄主植物の多様性がゴール形成アブラムシの集団に与える進化的影響

寄主植物の多様性に対するゴール形成アブラムシの適応を、寄主の芽吹き時期とアブラムシ卵ふ化時期の同調という観点から調べた。多くのゴール形成アブラムシの寄主であるハルニレには、個体ごとに顕著な芽吹き時期のばらつきが見られた。アブラムシは芽吹きと同調してふ化し、成長中の芽を刺激することによってゴールを形成する。個々の木においては、アブラムシのふ化時期には安定化選択が働いていた。ところが木によって最適ふ化時期が異なるため、寄主集団を通してみると、多様化選択がふ化時期に働いていた。こうした異質な選択圧の下でアブラムシは種によって2通りの適応様式を示した。移動性の乏しいKaltenbachiella japonicaは木からの移動をやめることによって、個別の木に適応をとげ、その結果ふ化時期はそれぞれの寄主木の芽吹きと同調していた。これは木ごとにアブラムシのdemeが形成されたことを意味している。一方、移住性のTetraneura sp.は個別の木に対してdeme形成は見られず、ふ化と寄主の芽吹きの間で非同調がしばしば生じていた。このため、Tetraneuraでは選択的な死亡が頻繁であった。こうした種でふ化時期の遺伝的基盤がどの程度集団中に保持されるかを明らかにするために、半兄弟分析が行われた。Tetraneuraのふ化時期には多くの遺伝分散が保持されていた。このことは、異質な選択圧と各木上での密度効果が結びつくことで、ふ化に関する相加遺伝分散が集団中に保持されることを示唆している。Tetraneura卵のふ化時期には、さらに母性効果が影響していることが明らかにされた。これは、産性虫が、おそらく低栄養下で成長することによって十分大きな卵を作り得なかった際に生じる。こうした小型卵は常に遅れてふ化し、ゴール形成にも高い割合で失敗していた。このように、ゴール形成アブラムシ卵のふ化時期には遺伝分散、母性効果の影響によって大きなばらつきが存在していた。寄主植物のフェノロジー(芽吹き時期)の多様性に対してゴール形成アブラムシがどのような適応を示すのかを明らかにする目的で、寄主と寄生者両方のフェノロジーを調査した。寄主植物のハルニレは芽吹き時期の個体変異が大きく、2週間近いばらつきが生じていた。芽吹き時期の異なる複数の実験木を選び、これらの寄主に秋期に生みつけられた卵を実験室内で維持し、春に同一温度条件下で孵化を促した。寄主転換性の種では、各寄主の芽吹き時期とそこから得られた卵の孵化時期との間に有意な相関は得られなった。一方、非寄主転換性の種(ハルニレから移動しない)では、寄主の芽吹き時期と卵の孵化時期との間に有意な相関が見いだされた。寄主の芽吹き時期と卵の孵化時期との非同調は、実際に寄主転換性アブラムシに対する強い選択要因になりうるか否かを明らかにするために、孵化直後の幼虫の移植実験を行った。この実験の結果、破約孵化した幼虫は早く芽吹く個体で、また遅く孵化する幼虫は遅く芽吹く寄主個体で、ゴール形成に成功しやすいことが実証できた。本年度の2つの主要な研究目的については、予想通りの結果が得られた。第一に、同じ寄主植物を共有するアブラムシの中でも、寄主に対する適応のあり方は種によって大きく異なることが明らかになった。

非寄主転換種では、移動性の低さのために、各寄主個体に対する局所的な適応を遂げることが可能であった。一方、寄主転換種では、移動性の高さから各寄主の個性に個別の適応を遂げることは不可能であった。第二点として、芽吹き時期と孵化時期とが同調していない場合には、アブラムシ集団は強い選択を受けるという点が明らかになった。このことから、アブラムシ集団では孵化時期に関して木ごとに異なる安定化選択を受けていることが示された。寄生植物の多様性に対するゴール形成アブラムシの適応を、寄生の芽吹き時期とアブラムシ卵ふ化時期の同調という観点から調べた。多くのゴール形成アブラムシの寄生であるハルニレには、固体ごとに顕著な芽吹き時期のばらつきが見られた。アブラムシは芽吹きと同調してふ化し、成長中の芽を刺激することによってゴールを形成する。個々の木においては、アブラムシのふ化時期には安定化選択が働いていた。ところが木によって最適ふ化時期が異なるため、寄生集団を通してみると、多様化選択がふ化時期に働いていた。こうした異質な選択圧の下でアブラムシは種によって2通りの適応様式を示した。移動性の乏しいKaltenbachiella japonicaは木からの移動をやめることによって、個別の木に適応をとげ、その結果ふ化時期はそれぞれの寄生木の芽吹きと同調していた。これは木ごとにアブラムシのdemeが形成されたことを意味している。一方、移住性のTetraneura sp.は個別の木に対してdeme形成は見られず、ふ化と寄生の芽吹きの間で非同調がしばしば生じていた。このため、Tetraneuraでは選択的な死亡が頻繁であった。こうした種でふ化時期の遺伝的基盤がどの程度集団中に保持されるかを明らかにするために、半兄弟分析が行われた。Tetraneuraのふ化時期には多くの遺伝分散が保持されていた。このことは、異質な選択圧と各木上での密度効果が結びつくことで、ふ化に関する相加遺伝分散が集団中に保持されることを示唆している。Tetraneura卵のふ化時期には、さらに母性効果が影響していることが明らかにされた。これは、産性虫が、おそらく低栄養下で成長することによって十分大きな卵を作り得なかった際に生じる。こうした小型卵は常に遅れてふ化し、ゴール形成にも高い割合で失敗していた。このように、ゴール形成アブラムシ卵のふ化時期には遺伝分散、母性効果の影響によって大きなばらつきが存在していた。
児童虐待防止における保育所と関係機関の協働の分析と専門職連携教育プログラムの開発

この研究課題の目的は,児童虐待防止に関する保育所の専門職連携実践の問題を明らかにし,それを解消するコンテンツを作成し,その教育プログラムの効果を検証することである。まず,問題点として,協働によるケースマネジメントと個別支援計画の作成・共有,保育所側からの発信(援助要請)行動が指摘された。この結果に基づき,教育プログラムを作成し,保育士・学生を対象に効果検証を行った。その結果,プログラム満足度は高い評価を得たが理解度・自己効力感に効果は認められなかった。プログラム実施様式の課題が考察された。平成25年度の研究目的は,保育所と関係機関との間の協働の問題とそれぞれの役割遂行能力を概念化することである。まず協働上の問題を包括的に分析するためにインターネット上で公表されている75の児童虐待死亡または重大事例検証報告書から95家族104事例(きょうだい児9事例を含む)を抽出し,そのうち保育所在籍22事例(37.3%)及び在籍が可能だったが未入所だった37事例(63.7%)の計59事例を詳細に検討した(調査I)。その結果,保育所在籍の22事例中18事例(30.5%)において協働上の問題が言及されている一方,保育所を利用していれば虐待を防止できた可能性があった37事例中32事例(54.2%)において,保育所利用を勧奨する提言がなされていなかった。つまり保育所を関係機関のひとつとして活用する視点が乏しいことと保育所がさらに克服すべき課題が示唆された。また福祉事務所の虐待防止担当職員2名,児童相談所児童福祉司1名を対象に保育所との協働上の問題を半構造化面接により整理した(調査II,それぞれ九州心理学会,日本発達心理学会で報告)。以上の研究をふまえて,児童虐待防止における協働,すなわち専門職連携実践(IPW)で要求される能力を概念化し,保育士側の役割遂行能力尺度項目19項目及び関係者・関係機関の役割遂行能力尺度19項目を作成した。さらに,児童虐待防止において関係機関との協働を視野に入れた専門職連携実践の教育・研修プログラムをより精緻化するために,現在準備を進めているコンテンツを予備的に実施し,その進行に伴う初心者(保育者志望学生)の不安内容の変化を分析した。平成26年度の研究目的は,児童虐待防止に関する保育所と関係機関との間の協働の実態把握と協働の評価を検討することであった。福岡県内の二つの保育協会の許可を得て,加盟全保育所404カ所の児童虐待防止担当者を対象に郵送法による質問紙調査を実施した。調査内容は,各保育所において,市町村や児童相談所の関係機関と協働して対応した事例を回想してもらい,協働が始まった経緯,関わった主な機関,協働の評価,また昨年度作成した児童虐待防止における専門職連携実践(IPW)で要求される保育所側の役割遂行能力尺度と関係機関側の役割遂行評価尺度である。206カ所(50.9%)から回答があり,229事例の回答が得られた。主な結果として,IPWで要求される保育所側の役割遂行能力については,組織内チーム対応・協働コミュニケーション・個別支援マネジメントの3因子が抽出され,組織内チーム対応と個別支援マネジメントの能力に特に問題があることが示された。関係機関側の役割遂行評価尺度については因子分析の結果,共有・ケース協議・発見や通告時の支援・事前情報提供の4因子が得られた。次に,協働が始まった経緯別に,上述の保育所側の役割遂行能力と関係機関側による役割遂行評価の変数が協働評価に影響するというモデルを設定しパス解析を実施したところ,関係者側のケース協議の高い評価が協働の肯定的評価を有意に高めることにつながり,保育所側の個別支援マネジメント能力の高さが単独で肯定的評価を高めるという結果が得られた。昨年度実施した児童虐待死亡または重大事例検証報告書の分析から,保育園側の個別支援マネジメントの問題が重大な帰結に至っていた結果を支持するとともに,本研究で作成している専門職連携教育プログラムにおいて個別支援マネジメントの技量をモデル化することに重点をおいた教材が重要であることを示唆する結果であると考えられる。平成27年度は,児童虐待防止に関する保育所と関係機関との専門職連携実践(IPW)の評価の規定因を再検討し,それに基づく専門職連携教育(IPE)に関するプログラムのコンテンツを整備しその効果を検証した。IPWの文献レビューを行い平成26年度に実施した調査を改定し,平成27年度は,組織要因,システム要因,対人関係要因が協働の評価に及ぼす影響を検討した。九州内2か所の保育協会の許可を得て加盟園309園の児童虐待防止担当者を対象に郵送法による質問紙調査を実施した。192園(62.1%)から回答があり189事例の回答が得られた。共分散構造分析と階層的重回帰分析により,対人関係要因の支援者態度因子が一貫して協働の評価に有意な影響を及ぼしていた。また,組織要因の協働マネジメント因子が協働の評価を高めることも認められ,これまでの研究知見を支持する結果が確認された。これに基づきIPEプログラムのコンテンツを整備した。現職保育士を対象にこのIPEプログラムを2回実施し(n=111,124),90%以上の参加者が有用であると評価した。

次に,保育士養成校学生を対象に,IPW体験群(関係機関の講師による模擬ケース討議)群(n=62),IPWの紹介型研修(関係機関の講師によるIPW紹介)群(n=58),通常講義群(n=116)に分け,事前事後デザインにより,虐待対応不安得点と虐待防止の知識・理解テストを比較した。その結果,不安や知識・理解テスト成績にも2つのIPW群の効果は認められなかった。さらに児童虐待防止活動自己効力感尺度に対するIPEプログラム(n=96)と虐待防止活動包括プログラム(H22-24,科研により作成,n=95)の効果を事前事後デザインにより検証したところ,IPEプログラムの効果は認められなかった。すなわちIPEプログラムの有用性は評価されても実質的な効果は確認されなかった。この研究課題の目的は,児童虐待防止に関する保育所の専門職連携実践の問題を明らかにし,それを解消するコンテンツを作成し,その教育プログラムの効果を検証することである。まず,問題点として,協働によるケースマネジメントと個別支援計画の作成・共有,保育所側からの発信(援助要請)行動が指摘された。この結果に基づき,教育プログラムを作成し,保育士・学生を対象に効果検証を行った。その結果,プログラム満足度は高い評価を得たが理解度・自己効力感に効果は認められなかった。プログラム実施様式の課題が考察された。専門職連携実践およびその教育に関する文献リヴューが遅れている。これまで入手した先行研究は,協働概念,協働の質,協働を促す要因をモデル化しているが,本研究で想定している協働の能力という技量因子をそこに位置づけた,より精緻なモデル化が遅れているため。保育学これまでの調査から,児童虐待防止における保育園側と関係者側との間の専門職連携実践の協働に関する教育プログラムのコンテンツを確定し,現職保育士らを対象にして,プログラム効果を検証する実践研究を実施する。当初,平成25年度中に実施予定だった調査IIIの実施が遅れた。調査を依頼した団体(A市保育協会)の審査が遅れたためである。この調査は,平成26年6月に実施することになった。保育士を対象にした質問紙調査により協働上の問題の実態把握を行うと同時に,協働の達成感や困難間に役割遂行能力の何が影響をあたるのかを探索的に検討する。対象は,A市保育協会に加盟する民間認可保育所である。専門職連携実践およびその教育に関する文献リヴューの精査が遅れ,必要な文献収集が終了していないため。平成25年度実施予定の調査を平成26年度中に実施する。また平成26年度に実施予定であった調査IVをB地区保育協会加盟認可保育所にも実施する予定であり,調査IIIで作成・検討した尺度を精緻化し,児童虐待防止における協働の達成感の規定因を明らかにする。すでに文献リストも作成しているため,速やかに研究作業を進めていく。平成25年度に実施する予定の調査IIIに係る経費である。調査I・IIをふまえて,児童虐待防止における専門職連携実践(IPW)で要求される能力の評価尺度の作成が遅れた。そのため調査IIIの準備とA市保育協会への調査実施依頼が2月にずれ込んでしまった。調査票の回収率を上げるためには,平成26年度に実施した方がよいと判断した。平成25年度に実施予定だった調査IIIの実施許可もすでに終わり,調査準備を終えて平成26年6月に実施予定である。
乾燥における水分・温度履歴が木材の力学特性の経過に与える影響

本研究では、木材の乾燥過程や使用環境で起こる温度・湿度条件における木材中の含水率変動と力学特性との関連を明らかにすることを目的としている。当該年度では、軸方向が60cmの試験材を作製し、高温セット処理を含む人工乾燥を行った。乾燥中、試験材側面における接線方向の表面ひずみの経過を測定し続けたところ、乾燥初期における膨潤・収縮挙動が心持ち正角、心持ち平角といった試験材の製材時の木取りの違いによって異なることが明らかとなった。また、心持ち正角においては、乾燥時の設定温度条件で想定される残留応力の解放や熱膨張だけでは起りえない膨潤傾向を検出することができた。心持ち正角における面同士の相互作用の存在や表面割れの兆候を検出した可能性が示唆される。また、乾燥過程における表面ひずみの経過と試験材横断面に占める心材率との関係を調べるため、本研究では同一の供試樹木から連続的に試験材を作製して実験に用いた。心持ち平角において検討を行ったところ、両者にはあまり関係性が認められないことが明らかとなった。今後、心持ち正角についても検討を行い、心持ち平角の結果との比較を行う予定である。本研究では、木材が受ける水分・温度の履歴がヤング率などの力学特性に与える影響をついても同時に検討を行うこととしている。当該年度では、次年度より行う材料試験用の試験片について、各種条件で準備を行うことができた。次年度より、順次測定を進めていく予定である。木材の乾燥過程における表面ひずみの経過を測定し、膨潤・収縮現象を詳細に追跡・把握することができたため。また、次年度に計測を予定している木材試験片の準備についても順調に行えているため。当初の計画に基づき、木材乾燥過程における温湿度条件の変動に対する木材への影響について継続して計測を行う。乾燥履歴が木材の力学特性に与える影響についても並行して調べる。当初購入を計画していた物品が性能過多であることが購入時の打ち合わせで発覚した。そのため、当該研究が必要とする代替物品に変更して購入を行った。余った金額については、次年度、研究を執り行う上で新たに必要となった物品の購入に充てる予定である。また、参加予定の学会が遠方で開催されることがわかったため、その旅費に充てる予定である。
アルゴンクラスターイオンビームによる高分子表面の化学結合選択スパッタリング

本研究では、一原子当たりエネルギー(Eatom)を制御した気体クラスターイオンを試料に照射し放出される二次イオン種の変化を解析した。スペクトル変化を多変量解析の手法を用いて解析した結果、試料に含まれる成分をメタクリル酸由来、アクリル酸由来、シランカップリング材によるものと同定できた。また、前年度に立ち上げを開始したX線光電子分光装置(XPS)の立ち上げを完了し、XPSスペクトルの測定を行った。本研究の目的は、運動エネルギーと大きさを精密に制御した気体クラスターイオンを有機分子薄膜に照射し、スパッタ時に起きる分子内の結合解離を制御することである。平成24年度は、平成23年度に調べた二次イオン種の1原子当りのエネルギー(Eatom)依存性から含有成分および分子構造を解析する方法として、多変量解析の手法を導入して解析を行った。比較的分子構造が単純な、ポリスチレン薄膜、ドデシルベンゼン(DDB)薄膜、PMMA薄膜、銀、ITOガラス、未知の表面汚れがついた金属基板試料、数種類の無機及び有機物試料に照射し、二次イオン質量分析(SIMS)測定をおこなった。Eatomの違いと、照射量の違いによる放出二次イオン種の変化を解析した。解析に用いた手法は、主成分分析と、SMCR(self-modeling curve resolution)法である。SMCRは複数の成分が含まれるスペクトルから、スペクトル分解によって各成分の純粋なスペクトルを分離する手法である。まず主成分分析により成分数を類推し、次にSMCR法によってスペクトル分解をおこなった。その結果、未知の表面汚れの成分をメタクリル酸由来、アクリル酸由来、シランカップリング材によるものと同定できた。また、より詳細な分子構造解析に応用するため、ポリスチレンのSIMSスペクトルのEatom依存性を同様の方法を用いて解析したところ、それぞれのピークをアルキル基破断、ベンゼン環破断、汚染物スペクトルに分離できた。今後より精度の高い解析法を開発していく。今後はSIMS、XPSスペクトルの結果を合わせて考察し、ガスクラスターSIMSスペクトルからの分子構造解析法を確立していく。平成23年度は、発生する二次イオン種の1原子当りのエネルギー(Eatom)依存性を調べるために、比較的分子構造が単純な、ポリスチレン薄膜、ドデシルベンゼン(DDB)薄膜、PMMA薄膜、銀、ITOガラスなど、数種類の無機及び有機物試料に照射し、二次イオン質量分析(SIMS)測定をおこなった。まず、Eatomの違いによる放出二次イオン種の変化を解析した。さらに、表面を真空中でスパッタによりクリーニングした場合としていない場合で二次イオンスペクトルを測定し、二次イオンスペクトルに表面汚染物が及ぼす影響を調べた。その結果、ArクラスターSIMSでは、表面汚染物の感度が単原子イオンを用いた場合と比べて100倍以上大きくなることがわかった。次に、Ar-GCIBの照射エネルギーと表面敏感性の関係を検討した。Eatomを下げていくと、試料のフラグメントイオンが減少し、分子イオンの強度が増大した。さらにEatomを下げると、試料の分子イオン強度が減少し、試料表面に付着している汚染物質の二次イオン強度が増大した。この結果は、Eatomを小さくすることでより表面に近い領域の分子を検出できる、つまり表面敏感性を高められることを示している。しかし、汚染物質の付着量や膜厚等が試料ごとに異なるため、Eatomの違いによる検出深さの違いを定量的に表すことは困難であった。ここまでの結果は、Eatomを調整することで、表面汚染物と試料を選択的にスパッタできることを示しており、今後有機分子試料のスパッタ過程の制御方法を確立するための重要な基礎データとなる。平成23年度は、これまでに申請者らが開発してきた飛行時間型サイズ選別GCIB-SIMS装置を用いて、運動エネルギーと大きさ(クラスターサイズ;クラスターの構成原子数)を精密に調整しながらArクラスターイオンを試料表面に照射し、放出される二次イオンを検出した。実験の結果、ArクラスターSIMSでは、表面汚染物の感度が単原子イオンを用いた場合と比べて100倍以上大きくなることがわかった。そのため、汚染層も含めた試料表面の二次イオンスペクトルのEatom依存性を調べた。DDB薄膜試料の場合、試料の分子イオンであるC30H54+(m/z=415)の2次イオン強度はEatomを下げていくと上昇し、Eatom=6.7 eVで最大となった。PDMSに由来する2次イオンであるSiC3H9+(m/z=73), C5H15OSi2+(m/z=147)等はEatom=45 eVで最大となった。

PDMSの付着量や膜厚等が試料ごとに異なるため、Eatomの値と検出深さの関係性を正確に示すことは現時点では難しいとはいえ、表面汚染物と試料を選択的にスパッタするための大凡のEatom値の目安は示された。これより、次年度以降、比較的構造が単純な複素芳香族(チオフェン、ピロール等)の構造を含む高分子、さらに、それらに類似した化学組成を持つ高分子(ポリチオフェン(PT)とポリフェニレンスルファイド(PPS)等)をモデル試料の解離イオンの発生強度とEatomの関係性を詳細に調べていくための基礎データが得られた。また、本研究では、SIMSデータの解釈するための補強データとしてX線光電子分光(XPS)を利用する予定であるが、本年度中にXPS用のチェンバーの立ち上げは終了した。以上より、研究の進展はおおむね順調と考えている。GCIB-SIMSのスペクトル解析法を確立するためには、単純構造をもつ有機分子や高分子からなる試料を数種類を作製し、それらから得られる2次イオンスペクトルを元にして、複雑なスペクトル解析法の基本的な考え方を確立する必要がある。第一段階として、比較的構造が単純な複素芳香族(チオフェン、ピロール等)の構造を含む高分子、さらに、それらに類似した化学組成を持つ高分子(ポリチオフェン(PT)とポリフェニレンスルファイド(PPS)等)をモデル試料とし、GCIB-SIMSスペクトルを測定する。そして、分子構造(官能基の種類)とクラスターイオンの照射条件(Eatom、クラスターの大きさ等)によってフラグメントパターンがどのように変化するかを詳細に解析する。実験で収集したデータをMD計算によるシミュレーション結果と比較し、結合解離に必要なGCIBのEatomと分子内の化学結合エネルギーを対応づける。その結果を基に、未知試料の分子構造や化学量論比をGCIB-SIMSにより決定することを試みる。まず第一段階では、それまでに調べたモデル試料が混合した試料を作製して擬似的な未知試料としGCIB-SIMSにより解析する。平成23年度に立ち上げを行ったXPS装置の分光器を調整し、ビーム照射前後の表面の化学構造の変化を測定する。この結果をGCIB-SIMSスペクトルの分析結果と照らし合わせることで、実際に分子の特定部分の解離を制御でるのか確認する。その後、Eatomと二次イオン出現パターンを関連づけることができた化学構造を含む未知試料を作製する。この試料のGCIB-SIMSスペクトル測定しそれまでに構築した解析手法での分析を試みる。昨年度は表面汚染物の影響を詳細に調べたため当初予定のモデル試料を全て分析することはできず、結果として5,059円の残額が生じた。残額分は本年度の試料購入費に充当する。本年度の配分額は700千円である。昨年度の使用残額として5,059円がある。本年度は、平成23年度に立ち上げ調整を行ったXPS装置の分光器部分の調整と、XPS測定のための試料ホルダーの作製に必要な真空部品に360千円、高分子試料の購入に100千円、アルゴン気体購入に40千円を予定している。また成果発表のため、国際質量分析会議(京都)、秋季応用物理学会(富山)、日本真空学会連合講演会(神戸)、成蹊大学で開催されるSISS14(東京)などへの参加費として、200千円を予定している。
進化末期の恒星に見られるジェットの発現・成長過程の解明

本研究課題では、恒星進化末期に出現する細く絞られた双極的高速ガス流(ジェット)の発生時期と発現機構の解明を目指している。そこで、現在最高の角分解能を実現する国内外の超長基線電波干渉計(VLBI)を用いて、恒星進化末期にのみ出現する水酸基・水蒸気・一酸化珪素分子が放つ宇宙メーザーを観測してきた。今年度は、下記のように得られた前年度の成果を査読論文にまとめ、さらにより詳細な追跡観測を進めた。1.野辺山45m鏡で新たに発見された高速ガス成分の存在を示す水メーザー源2天体(IRAS18286-0959,IRAS18460-0151)のVLBI観測を実施した。高速ガス流とは垂直方向への低速流(=赤道流)が存在することが明らかになり、孤立した単一老星においてもこのようなジェットが形成されると言う理論モデルの予測を支持する。水酸基メーザーのVLBI観測も実施した。2.IRAS19134+2131については、8kpcに対応する微小な年周視差計測に成功し、この天体が生まれて現在の銀河面からの距離(650pc)に達するまでに最低7000万年掛かったことが分かった。これから、最大6太陽質量でも双極ジェット形成が期待できることが分かった。3.国立天文台VERA 20m・野辺山45m電波望遠鏡等を用いて新恒星ジェット候補天体をVLBI観測した。ジェット発現時期には星周ガス縁の方がまだ密度が小さいので水蒸気メーザースポット分布はジェット本体の周りに双極円錐状に分布するが、その後すぐにジェット本体にもメーザースポットが存在するようになるという、ジェット噴出からの時間経過を追える手掛かりをつかんだ。今年度は、その中で下記のような知見を得られた。来年度早期の論文投稿に向けて、準備中である。既にデータ取得したW43Aと共に水メーザー源の空間・速度構造の分析を行ったところ、高速ガス流とは垂直方向への低速流(=赤道流)が存在することが明らかになってきた。これは、孤立した単一老星においてもこのようなジェットが形成されると言う理論モデルの予測と一致する。2.既にVLBI観測が実施された6天体について統括的に眺めると、高速ジェットが水メーザー源として観測される期間が100年程度であることが分かった。3.IRAS19134+2131については、8kpcに対応する微小な年周視差計測に成功し、この天体が生まれて現在の銀河面からの距離(650pc)に達するまでに最低7000万年が必要であることが分かった。この程度の寿命を持つ5太陽質量でも双極ジェット形成が期待できるという、理論モデルからの示唆を支持する結果となった。4.国立天文台VERA 20m・野辺山45m電波望遠鏡等を用いて新恒星ジェット候補天体をVLBI観測し、ジェット発現時期にはまず双極円錐状のガス流が形成されることを示唆する結果を得た。
振動薄板による円柱まわりの流れのアクティブコントロール

一様流中の二次元的円柱まわりの流れを制御することを目的として,ここでは抗力の低減を第一義的に考え,流れに平行な薄板を円柱の側面の剥離せん断層近傍に設置して,円柱抗力と渦の離脱周波数におよぼす影響を実験的に調べた.円柱の径と一様流速に基づくレイノルズ数は,渦の周期的離脱が明確に認められる上限の1×10^4を主とし,一部2×10^4についても調べた.薄板の円柱に対する流れ方向の相対位置は,CASE1薄板の後縁が円柱中心に一致する場合,CASE2薄板と円柱の中心線が一致する場合,CASE3薄板の前縁が円柱中心と一致する場合の3種類を中心とした.また,薄板の円柱側面からの距離は,層流剥離する直前の境界層厚さの0.55程度の範囲とした.さらに,各条件下で薄板を平迎え角ゼロのまわりに非撹乱時の渦離脱周波数(155Hz)を中心とした回転周波数で微小角回転振動させた場合についても測定を行い,以下に示す結果を得た.(1)CASE1の場合,薄板の効果は円柱側壁からの距離に拘わらず抗力の増大側に作用する.(2)CASE2の場合,薄板が境界層の外側にある場合には抗力の低減がみられる.(3)CASE3の場合,円柱側壁からの距離に拘わらず1020%の抗力の低減がみられる.(4)CASE2,CASE3の抗力の低減は円柱の背圧の上昇に拠るものである.(5)薄板の幅を短くすると,CASE1の場合にもCASE3と同程度の抗力の低減が実現される.(6)これらの結果におよぼす薄板の回転振動の影響は,ここで用いた振動数(14200Hz)と回転角(1.07.6度)の範囲ではみられない.一様流中の二次元的円柱まわりの流れを制御することを目的として,ここでは抗力の低減を第一義的に考え,流れに平行な薄板を円柱の側面の剥離せん断層近傍に設置して,円柱抗力と渦の離脱周波数におよぼす影響を実験的に調べた.円柱の径と一様流速に基づくレイノルズ数は,渦の周期的離脱が明確に認められる上限の1×10^4を主とし,一部2×10^4についても調べた.薄板の円柱に対する流れ方向の相対位置は,CASE1薄板の後縁が円柱中心に一致する場合,CASE2薄板と円柱の中心線が一致する場合,CASE3薄板の前縁が円柱中心と一致する場合の3種類を中心とした.また,薄板の円柱側面からの距離は,層流剥離する直前の境界層厚さの0.55程度の範囲とした.さらに,各条件下で薄板を平迎え角ゼロのまわりに非撹乱時の渦離脱周波数(155Hz)を中心とした回転周波数で微小角回転振動させた場合についても測定を行い,以下に示す結果を得た.(1)CASE1の場合,薄板の効果は円柱側壁からの距離に拘わらず抗力の増大側に作用する.(2)CASE2の場合,薄板が境界層の外側にある場合には抗力の低減がみられる.(3)CASE3の場合,円柱側壁からの距離に拘わらず1020%の抗力の低減がみられる.(4)CASE2,CASE3の抗力の低減は円柱の背圧の上昇に拠るものである.(5)薄板の幅を短くすると,CASE1の場合にもCASE3と同程度の抗力の低減が実現される.(6)これらの結果におよぼす薄板の回転振動の影響は,ここで用いた振動数(14200Hz)と回転角(1.07.6度)の範囲ではみられない.一様流中の2次元的円柱まわりの流れを制御する目的で,ここでは流れに平行な薄板を円柱の側面に於いて円柱の抗力と渦の離脱周波数におよぼす影響を薄板と円柱の種々の相対位置について実験的に調べた。円柱の径と一様流速にもとづくRe数は,渦の周期的離脱が明確に認められる最大のRe数である10^4とし,薄板の円柱に対する流れ方向の相対的位置は,CASE1:薄板の後縁が円柱中心に一致する場合,CASE2:薄板と円柱の中心線が一致する場合,CASE3:薄板の前縁が円柱の中心線と一致する場合の3種類,また薄板の円柱側面からの距離は,円柱の前方淀み点から90度の位置における境界層厚さの0.55倍の範囲とした。さらに,各条件下で薄板を平均抑え角ゼロのまわりに非撹乱時の渦離脱周波数(155Hz)を中心とした回転振動数で微小角回転振動させた場合についても測定を行ない以下を示す結果を得た。(1)CASE1の場合,薄板の効果は円柱側壁からの距離にかかわらず抗力の増大側に作用する。(2)CASE2の場合,薄板が境界層の外側にある場合には抗力の低減がみられる。(3)CASE3の場合,円柱側壁からの距離にかかわらず1020%の抗力の低減がみられる。(4)CASE2,CASE3の抗力低減の原因は円柱の背圧の増大にある。

(5)円柱抗力の変化と渦離脱周波数(St数)の変化の傾向が薄板を流れの対称面に置いた場合と逆である。これらの結果におよぼす薄板の回転振動の影響は,実験に用いた回転振動数(40200Hz)と回転角(1.07.6度)の範囲ではみられない。一様流中の二次元的円柱まわりの流れを制御することを目的として,ここでは抗力の低減を第一義的に考え,円柱本体に作用する抗力に比較してその抗力の大きさが無視できる程に薄い板,あるいは円柱本体の1%程度の大きさの小円柱を,円柱の赤道位置の剥離せん段層近傍に設置して,これら制御物体が円柱まわりの流れに及ぼす影響を実験的に調べた.本年度は,これまでよりも大きな測定部(500mm×500mm)を有する低騒音風洞(平坦特性で75dB90dB)を製作し,供試円柱径を25mmと昨年度の約2倍とした.この風洞を用いて,円柱レイノルズ数2×10^4,剥離直前の層流境界層厚さ約0.4mmという条件の下で,厚さ0.3mmの薄板および,直径0.4mmと0.2mmの小円柱について,円柱まわりの圧力分布と剥離セン断層近傍の流れ場を詳細に測定した.本年度の研究により得られた結果は次の通りである.(1)薄板および小円柱を,円柱の赤道位置から主流方向に,剥離点直前の境界層厚さの約4倍離れた位置で,流れ方向に移動させると,抗力係数が大きく低減する位置が少なくとも一箇所はある.(2)薄板による抗力の低減法は,薄板前縁が剥離セン断層の直後,または後縁がせん断層の近傍に一致するときに最も効果的で,低減率は25%に達する.(3)小円柱による低減法は,小円柱を剥離せん断層上に設置したときに最も効果的で,低減率は薄板と同じく25%に達する.