hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
成長初期におけるエピタキシャル膜構造の研究

結晶表面における斜入射イオン散乱により表面状態の評価を行う手法を確立した。原子手に平滑な結晶表面に小角度で入射した高速イオンは、表面第一層原子による小角多重散乱により鏡面反射方向に散乱される。この散乱過程は表面ステップ、表面歪に敏感である。これを利用して、エピタキシャル成長中の結晶表面で高速イオンを斜入射散乱させ、散乱イオンの角度分布、エネルギー損失の「その場」測定により、成長膜表面の構造、2次元核の研究を行った。昨年度、このような斜入射イオン散乱の計測を、エピタキシャル成長を一時中止することなく、「その場」で迅速に測定できるイオン散乱計測システムを作成した。この計測システムを用いて、SnTe(001)上のPbTe,PbSe,PbSの初期成長過程の研究を行った。製作したイオン散乱計測システムは良好に作動し、イオン散乱の測定時間は100分の1以下に短縮でき、イオンビームによる結晶成長の「その場観察」が可能となった。そして散乱イオンの散乱面内の分布と、表面に平行方向の散乱イオンの角度分布の同時測定が可能となった。Pbte、PbSe、PbSのいずれのエピタキシャル成長の初期過程においても成長膜の厚さが約3nm前後から10nmのとき顕著な散乱の異常が起こることを見いだし、イオン散乱のモンテカルロ・シミュレーションとの比較により、これが成長界面に出来る不整合転位に起因する表面の歪に起因することを示した。この研究により、斜入射イオン散乱による表面及びエピタキシー薄膜の新しい評価法を確立した。また、この研究で下地に用いたSnTe(001)表面の構造をAFMにより観測し、成長速度と表面ステップ趣度との関係を見いだし、斜入射散乱したイオンのエネルギー・スペクトルから表面ステップ密度の評価が出来ることを示した。
複数言語で開発されたウエブアプリケーションからのコードクローン検出

本研究では,複数言語で開発されたウェブアプリケーションからコードクローンを自動的に検出するツールを開発した.開発したツールの有効性を評価するために,複数言語で開発されたオープンソースのウェブアプリケーションに対して実験を行い,以下を明らかにした.1)ツールが検出したコードクローンは正解か2)コードクローンであるのに,本ツールにより検出できないコードクローンは存在するウェブアプリケーションを対象としたコードクローン検出ツールの実装を行った.特に,本ツールの主要部分の「複数言語で記述されたプログラムの分割」および「コールグラフの構築」,「類似サービス記述の特定」を実装した.(1)複数言語で記述されたプログラムの分割:ウェブアプリケーション開発では,単一ウェブページの表示部分(Model-View-ControllerアーキテクチャのView)のための実装が複数言語で記述されることが多い.このように,単一ファイルが複数言語で実装される場合は,単一ファイルが単一の言語で実装されるように分割するように実装した.例えば,単一ウェブページが静的な表示を行う部分はHTML,動的に処理内容を切り替える必要がある場合はJavascriptで記述すされた場合,HTMLとJavascriptを分割するように実装した.(2)コールグラフの構築:ウェブアプリケーションに含まれるプログラム間の静的コールグラフを構築した.各ノードは元々単一言語で記述された,もしくは(1)における分割によって作成されたプログラムファイルの1つである.(3)類似サービス記述の特定:呼出しグラフから同型部分グラフの同値類を検出することにより類似サービスを特定した.ノード(プログラムファイル)間において,ホワイトスペースや識別子名の差異を除いて等価であれば,それらノードは等価であるとしたため,ノードの等価性判定については容易に実装することができた.既存研究を活用することで,容易に実装をすすめることができた本研究の目的は,複数言語で開発されたウエブアプリケーションからコードクローンを検出するツールを開発し,有効性の評価を行うことである.本ツールは複数言語で実装された単一ファイルに対して,単一ファイルが単一の言語で実装されるように分割し,ウェブアプリケーションに含まれるプログラム間の静的コールグラフを構築した.また,構築されたコードグラフから同型部分グラフの同値類を検出することによってコードクローンを検出する.本ツールの有効性の評価するために,オープンソースソフトウェアプロジェクトに置いて開発されたウェブアプリケーションに対して開発されたツールを適用し,本ツールのコードクローン検出精度を確認した.具体的にはオープンソースソフトウェアプロジェクトで公開されているドキュメントおよびテストケースの情報に基づいて本ツールが検出したコードクローンの中でどれぐらい正解か含まれているかを判断した.また,本ツールによってコードクローンとして検出されたがドキュメントやテストケース上で類似していない,誤検出されたソースコードに対してその原因を調査し,このような間違いを行わないようにツールの改善を行った.さらに,オープンソースソフトウェアプロジェクトに公開されているドキュメントやテストケース上では類似しているが,本ツールが検出できないソースコードを何個か特定し,検出できなかったが原因を調査して検出するようにツールの改善も行った.本研究では,複数言語で開発されたウェブアプリケーションからコードクローンを自動的に検出するツールを開発した.開発したツールの有効性を評価するために,複数言語で開発されたオープンソースのウェブアプリケーションに対して実験を行い,以下を明らかにした.1)ツールが検出したコードクローンは正解か2)コードクローンであるのに,本ツールにより検出できないコードクローンは存在する開発した検出ツールの評価および改善を行う.評価項目については,検出精度(Precision,Recall)および検出時間やメモリ消費量に関するスケーラビリティを計測する.評価実験では,企業が開発したウェブアプリケーション(グループウェア)に開発したツールを適用し,そのウェブアプリケーションへの適用にあたって,最初に仕様書や設計書上で類似したサービスを本研究で開発したツールが検出できているか評価を行う.また,本研究で開発したツールが検出したが,仕様書や設計書上では類似していない,もしくは本研究で開発したツールが検出しなかったが,仕様書や設計書上では類似しているケースについて,対象ウェブアプリケーションを担当した開発者にアンケートを実施し,検出精度の計測および不一致の原因を考察する.考察した結果,検出ツールに問題点が会った場合は改善および再評価を行う.検出速度やメモリ消費量についても,開発者からみて問題ないかアンケートを行う.適用実験の対象を増加させるために,OSS(Open Source Software)プロジェクトに置いて開発したウェブアプリケーションも対象として実験を行う.類似サービス記述の正確集合については,OSSプロジェクトに公開されているドキュメントやテストケースを基に定義する.定義にあたって,テストケース実行時に呼び出されたプログラムファイルを参考にする.また,複数のアプリケーションに対して検出時間やメモリ消費量を計測することにより,開発したツールのスケーラビリティが十分であるか考察を行う.28年度が最終年度であるため、記入しない。ソフトウェア28年度が最終年度であるため、記入しない。
双方向性通信システムを用いた通院化学療法患者の食と栄養トータルケア

これまでに、千葉県がんセンター栄養サポートチーム(NST)・外来化学療法科・通院化学療法室・看護局・研究所が中心となり、化学療法中のがん患者の在宅時の情報を迅速に把握する携帯端末相互情報交換システムを運用してきた。本研究ではこの運用過程で経験した問題点を踏まえて、汎用性の高い相方向性通信アプリ(Chiba CCアプリ)の開発による在宅がん患者の支援を目的としている。具体的には、既に開発された基本的なシステムを改良し、患者の端末で入力・画像送信・メッセージ書込みなどが出来るようにして、副作用などの患者情報を迅速に医療機関に届け、適切な対応(双方向性通信)が可能なChiba CCアプリとシステムの開発を目指す。医療者側から患者には、症状に対して必要な対処法・食事の工夫などの情報などを端末から届け、来院警告機能等の付加を目指す。本研究で患者に適切な情報配信を行うには、アプリ機能の充実と共に、様々な状況に対応した指導が可能でなければならない。従って、アプリの開発と共に、化学療法を含む様々ながん治療において患者が積極的治療を継続するための適切な食事栄養管理法を検討する。特に近年増加した高齢の通院がん治療患者への栄養支援は難しく、患者自身のセルフケア向上や医療現場との迅速な情報交換が必要である。また、化学(放射線)療法を入院で施行後、退院後に副作用で苦しむ患者も多く、特に栄養障害に陥りやすい消化器がん患者への長期的な栄養サポートを入院時から個別的に考えるべきである。当院では、NSTを含む多職種による「食と栄養トータルケアプロジェクト」を立ち上げ、化学療法施行がん患者に幅広く個別化された食事栄養管理を行ってきた実績がある。今後は、在宅でのメニュー考案や、調理の一助となるように症状を踏まえたがん患者のための調理法やレシピを整え、Chiba CCアプリを用いた食事栄養支援に役立てたい。昨年度の最初のアプリの開発を踏まえ、2018年度から以下のアプリ改修に取り組み、作業中である:(1)アンケート機能の改修、(2)複数選択の追加、(3)自由入力の追加、(4)選択項目毎の点数と並び順の設定、(5)利用者向けアンケートに、利用者には見えない管理者向けの設問を追加(管理者向けの設問は利用者には見えない、管理者向けの設問は集計の絞り込みに使用する)、(6)管理者によるアンケート結果閲覧機能の追加(個別のアンケートを閲覧可能にする、上記追加にあわせたアンケート結果集計機能の改修、アンケート結果の絞り込み検索機能の追加)。同時に、様々な症状や病態に対応出来るような情報・指導内容を充実させるべく、入院でも外来でも化学療法を含む様々ながん治療において、積極的治療が栄養不良により中断されることのない栄養サポートの方法をNSTや外来化学療法科・通院化学療法室のスタッフを中心に検討している。特に消化器がん患者への適切な栄養サポートを入院中から考えて積極的に提供し、その情報に基づいて継続した外来での栄養指導を工夫している。これらの実績と経験が、アプリの改修・機能充実と共に、それを用いたタイムリーな情報としてがん患者の在宅支援に繋げられるように努力している。平成30年度から開始した前記のアプリ改修を進める。大きな目標は、以下の2点である。(1)アンケート機能の拡張(複数選択とテキスト入力の追加)により、患者の意見をできるだけ容易に隈なく組み上げられるようなシステムの構築、(2)医療者側の管理機能の向上で(個別のアンケートへのタグ付けなど)、得られたデータの容易な集計・解析の実現。これらの改良を平成31年度早期に完了させて、新しいChiba CCアプリを実際に使用して、更なる改良の必要性の検討を行う。まず医療従事者での試用を行い、患者モニターでの運用を早めに開始する。患者からの意見を基に、更に改良すべき項目があれば、平成31年度中に改良を加え、今後の応用範囲の拡大を目指したい。このChiba CCアプリとシステムが実用化すれば、化学療法患者だけでなく、緩和医療を受けている患者の在宅支援にも役に立つであろうと考えている。また、指導やアドバイスすべき内容は、これまでの経験や実例を踏まえて蓄積し、より多くの医療スタッフで共有出来るような院内のシステムを構築したい。特に、化学(放射線)療法に手術を加えた集学的治療を行うがん患者も増加しており、特に術前治療後の在宅での適切なトータルケアは外科治療成績向上のために重要である。化学(放射線)療法の副作用や後遺症に対する適切な対処法の確立とともに、集学的治療も考慮したアプリ機能や指導内容を検討したい。また、栄養管理のゴールは口から食べることなので、これまでに院内で開発された独自のがん患者のための調理法やレシピをさらに発展させ、民間とも協働した食の開発を考えている。これまでに、千葉県がんセンター栄養サポートチーム(NST)、外来化学療法科、通院化学療法室、看護局、研究所が中心となり、化学療法中の患者の在宅時の情報を迅速に把握する携帯端末相互情報交換システムを運用してきた。本研究では、この運用過程での様々な問題点を踏まえ、汎用性の高い相互通信アプリによる在宅がん患者の有効な支援を目的としている。具体的には、既に開発された基本的なシステムを改良し、端末入力、画像送信、メッセージ書込み機能などを充実させ、患者情報を迅速に医療機関に届け、自動的に重篤な副作用などの情報を抽出し医療従事者に届けて、迅速な対応を促せるようなアプリならびにシステムの開発を目指す。医療者側から患者には、症状に対応した必要な情報・対処法・食事の工夫情報などを端末から届け、さらに来院警告機能等の付加を目指している。

患者の食事摂取状況や全身状態を医療者側が判断し、患者への適切な情報配信を行うためには、アプリ機能の充実と共に、様々な状況に対応した指導が可能でなければならない。従って、アプリの開発に加えて、化学療法を含む様々ながん治療において患者が積極的治療を継続するための適切な栄養摂取法を検討する。化学療法や化学放射線療法を入院で行っても退院後に副作用で苦しむ患者も多く、特に栄養障害に陥りやすい消化器がん患者への適切な栄養サポートを入院時から個別的に考えている。そのためにNSTは、医師・管理栄養士・看護師・薬剤師・臨床検査技師など多職種で力を合わせて、患者のニーズに合った食事と栄養管理を日夜工夫し患者にアドバイスすべく、特に化学(放射線)療法施行中あるいは施行前後の食道がん・胃がん患者の外来での栄養指導に今まで以上に力を入れるようにしてきた。また、在宅でのメニュー考案や調理の一助となるよう、既に院内で行われている独自のがん患者のための調理法やレシピの紹介を充実させた。最初のアプリの改修・開発を行った。また、院内の化学療法を含む様々ながん治療において、積極的治療が栄養不良により中断されることのない栄養サポートの方法をNSTを中心に検討している。また、外来で化学療法を行っている患者だけでなく、化学(放射線)療法を入院で行っても退院後あるいは治療後に副作用で苦しむ患者が多く、特に栄養障害に陥りやすい消化器がん患者への適切な栄養サポートを入院中から考えて積極的に提供し、その情報に基づいて継続した外来での栄養指導を励行している。これらの実績と経験が、アプリの改修・機能充実と共に、それを用いたタイムリーな情報としてがん患者の在宅支援につながると考えている。これまでに、千葉県がんセンター栄養サポートチーム(NST)・外来化学療法科・通院化学療法室・看護局・研究所が中心となり、化学療法中のがん患者の在宅時の情報を迅速に把握する携帯端末相互情報交換システムを運用してきた。本研究ではこの運用過程で経験した問題点を踏まえて、汎用性の高い相方向性通信アプリ(Chiba CCアプリ)の開発による在宅がん患者の支援を目的としている。具体的には、既に開発された基本的なシステムを改良し、患者の端末で入力・画像送信・メッセージ書込みなどが出来るようにして、副作用などの患者情報を迅速に医療機関に届け、適切な対応(双方向性通信)が可能なChiba CCアプリとシステムの開発を目指す。医療者側から患者には、症状に対して必要な対処法・食事の工夫などの情報などを端末から届け、来院警告機能等の付加を目指す。本研究で患者に適切な情報配信を行うには、アプリ機能の充実と共に、様々な状況に対応した指導が可能でなければならない。従って、アプリの開発と共に、化学療法を含む様々ながん治療において患者が積極的治療を継続するための適切な食事栄養管理法を検討する。特に近年増加した高齢の通院がん治療患者への栄養支援は難しく、患者自身のセルフケア向上や医療現場との迅速な情報交換が必要である。また、化学(放射線)療法を入院で施行後、退院後に副作用で苦しむ患者も多く、特に栄養障害に陥りやすい消化器がん患者への長期的な栄養サポートを入院時から個別的に考えるべきである。
発達期の摂食機能獲得に関与する機能分子の組織学的研究

モノカルボン酸トランスポーターという炭水化物や脂肪、アミノ酸の代謝に不可欠な運び屋の役割を果たすタンパクのMCT1に着目し、それがマウス脳の摂食に関連する領域でどのような細胞発現を示すのかを解析した。その結果、MCT1は転写レベルではニューロンの他、アストロサイトや血管内皮細胞に発現したが、後転写レベルではニューロンには発現せず、アストロサイトと血管内皮細胞に発現した。このことから、MCT1のニューロン発現は転写レベルでは活性化され、後転写レベルでは抑制されることが示唆された。本研究は、マウス脳領域における摂食に関与する分子を明らかにすることを目的として行っている。平成25年度はfluorescent in situ hybridization、免疫組織化学、免疫電顕を用いて、摂食と関連のあるコレシストキニンA受容体(CCKAR)のマウス視床下部における発現と局在を解析した。その結果、CCKAR mRNAは視床下部室傍核に発現し、その一部はオキシトシンと共陽性を示した。また、視床下部室傍核において、CCKAR mRNAはバソプレッシンとも一部共陽性を示した。一方、視床下部室傍核で免疫組織化学を用いてタンパク発現を調べたところ、CCKARの発現は弱く、視床下部でCCKARの強い発現が認められたのは、視交叉上核だった。免疫組織化学では、視交叉上核でCCKARはグルタミン酸作動性ニューロンのマーカーであるVGLUT2とはほとんど重なりを示さなかった。視交叉上核でのCCKARの細胞内局在を免疫電顕で解析したところ、樹状突起に局在していた。以上の結果より、視床下部室傍核でCCKARはオキシトシンニューロンおよびバソプレッシンニューロンの一部に発現していることが確認された。また、視交叉上核でCCKARはポスト側に局在することが確認できた。今後は、どのような特徴をもつニューロンにCCKARが発現するのか、また、どこから投射をうけ、どこの投射しているのかなどの解析をさらに進めていく予定である。本研究は、マウス脳領域における摂食に関与する分子の細胞発現や機能を明らかにすることを目的として行っている。平成26年度は摂食と関連のあるコレシストキシンA受容体(CCKAR)とモノカルボン酸トランスポーター1(MCT1)の脳幹での発現と局在解析を中心に行った。その結果、タンパクレベルでは、CCKARは最後野に発現し、その一部は小胞膜型グルタミン酸トランスポーターVGluT2と共陽性を示した。しかし、CCKAR mRNAは最後野において発現がほとんど認められず、VGluT2 mRNAとは陰性を呈した。一方、MCT1 mRNAは脳幹全体に発現がみられ、迷走神経背側運動核や最後野で強いシグナルが認められた。迷走神経背側運動核ではコリントランスポーター(CHT) mRNAを発現しているコリン作動性ニューロンにMCT1 mRNAの強いシグナルが認められたほか、アストロサイトのマーカーであるグルタミン酸トランスポーターGLAST mRNAや血管内皮細胞のマーカーであるvascular endothelial growth factor receptor 1(VEGFR1) mRNAともMCT1 mRNAは一部共陽性を示した。タンパクレベルでMCT1はニューロンのマーカーであるmicrotubule associated protein 2(MAP2)とは陰性であったが、アストロサイトのマーカーGLASTや血管内皮細胞のマーカーのグルコーストランスポーター1(Glut1)とは共陽性を示した。以上より、上記分子の転写レベルと翻訳レベルでの乖離が示唆された。また、MCT1 mRNAが迷走神経背側運動核のニューロンに発現するという新たな知見が得られた。平成27年度は摂食と関連のあるMCT1、MCT2、MCT4の脳における発現と局在解析を中心に行った。その結果、前年度に確認できたMCT1 mRNAの他、MCT2 mRNA, MCT4 mRNAも迷走神経背側運動核で強いシグナルを示した。迷走神経背側運動核ではコリントランスポーター(CHT) mRNAを発現しているコリン作動性ニューロンとMCT1 mRNA、MCT2 mRNAあるいはMCT4 mRNAが一部共陽性を示した。しかし、タンパクレベルでは、MCT1、MCT4ともコリントランスポーターCHTとは陰性で、mRNAレベルとタンパクレベルでは、発現が異なっていた。また、摂食と関連がある脳幹の最後野や孤束核でもMCTの発現を調べた。MCT1 mRNAは最後野で強い発現を示したのに対して、MCT2 mRNA、MCT4 mRNAでは最後野においてMCT1 mRNAより弱いが陽性シグナルが認められた。孤束核では、MCT2 mRNAのシグナルが強く、MCT1 mRNAやMCT4 mRNAのシグナルは弱かった。以上のことから、摂食に関連のあるMCT1、MCT2、MCT4のmRNA発現はいずれも迷走神経背側運動核のコリン作動性ニューロンに発現するが、最後野や孤束核では、異なる発現パターンを示すことが示唆された。

このことから、MCT1のニューロン発現は転写レベルでは活性化され、後転写レベルでは抑制されることが示唆された。当初の計画の一部は平成26年度に成果発表を行った。もう一つの解析事項であるマウス脳領域における摂食に関与する分子の発現解析については現在進行中であり、計画に従い、解析を進める予定である。小児歯科MCT1は、mRNAレベルではニューロンにも発現するが、タンパクレベルでは非ニューロン細胞に発現していたので、脳幹以外の脳領域でも解析を進めるほか、電子顕微鏡による微細構造解析も行う予定である。視床下部における摂食関連分子CCKARについて解析を進めることができた。解析を進めるうちに摂食とは直接関連がないが、概日リズムに関連する視交叉上核にも発現することがわかり、解析の対象が当初より広がったが、概ね順調に進展している。CCKARの投射先等を解析することを追加した上で、実施計画に準じて研究を進めていく。
３次元アトムプローブによる半導体中に共注入した異種不純物間の相互作用の解明と制御

微細化が進む半導体デバイス開発において、異種不純物間の相互作用を利用した極浅接合形成法が注目されている。本研究では、シリコン基板中に共注入した炭素とホウ素に着目し、熱処理によって形成される炭素ーホウ素複合クラスターを3次元アトムプローブ法で直接観察し、拡がり抵抗測定で得られる深さ方向の電気的特性と照らし合わせた。その結果、共注入した炭素がホウ素の拡散を抑制する一方で、ホウ素の電気的不活性化に寄与することを明らかにした。本研究で用いた3次元アトムプローブ法による像は、深さスケールの任意性があるため、原子層単位で平坦に製膜された同位体超構造を適用することで、深さ方向の元素分布の高精度化を図った。次世代半導体デバイスの実現に向けて、電気的に活性な不純物原子をナノスケールの精度で空間的に配置することが求められている。本研究は、異種原子の共注入による不純物位置制御を目指して、それに影響を与える異種原子で形成される超微小複合クラスターを3次元アトムプローブ法と半導体同位体材料による超構造を組み合わせて従来にない高精度で観察し、これらの不純物間の相互作用を解明し制御することを目的とするものである。さらに、電気的特性と対応させて複合クラスターの深さ位置における活性化への寄与を明らかにするとともに、異種イオン共注入時に導入される欠陥が活性化に与える影響も明らかにし、活性不純物の位置制御に関する重要な知見に繋がる指導原理を得ようとするものである。本研究では、シリコン基板中に炭素とホウ素を共注入した後、熱処理を施すことで形成されるホウ素ー炭素複合クラスターを3次元実空間解析し、拡がり抵抗測定結果と照らし合わせて、炭素がホウ素の電気的不活性化に寄与することを明らかにした。ここでは、3次元アトムプローブで得られたアトムマップをもとに、炭素クラスターに捉えられたホウ素が不活性化するモデルを提案し、その妥当性を検証した。一方、3次元アトムプローブ評価において得られる3次元像は、深さ方向のスケールに任意性があるという特有の課題が残っていたが、原子層単位で平坦に製膜された同位体超構造試料が絶対的な深さ指標のものさしに利用でき、サブナノメートルの精度で不純物の実空間分布の取得が初めて可能となるとの着想から、最終年度において、シリコンあるいはゲルマニウムの同位体超構造試料の設計及び3次元アトムプローブ測定条件の最適化を実施し、深さ方向の元素分布の高精度化を図ることができた。次世代半導体デバイスの実現には、電気的に活性な不純物原子をナノスケールの精度で空間的に配置することが求められる。本研究は、異種原子の共注入による不純物位置制御を目指し、それに影響を与える異種原子で形成される超微小複合クラスターを3次元アトムプローブ法と半導体同位体による超構造を組み合わせて従来にない高精度で観察し、これらの不純物間の相互作用を解明し制御することを目的とするものである。さらに、電気的特性と対応させて複合クラスターの深さ位置における活性化への寄与を明らかにするとともに、異種イオン共注入時に導入される欠陥が活性化に与える影響も明らかにし、活性不純物位置制御の重要な知見に繋がる指導原理を得ようとするものである。本年度は、シリコン基板を用いた共注入実験において、炭素とホウ素の組み合わせに着目し、熱処理を施すことで炭素とホウ素が複合クラスターを形成することを3次元アトムプローブ法による実空間解析で明らかにした。さらに、拡がり抵抗測定法で得られたキャリア分布と照らし合わせることによって、共注入した炭素がホウ素の電気的不活性化に寄与することを明らかにした。但し、3次元アトムプローブ評価において得られる3次元像は、深さ方向のスケールに任意性があるという特有の課題が残っている。そこで、原子層単位で平坦に製膜された同位体超構造試料が絶対的な深さ指標のものさしに利用でき、サブナノメートルの精度で不純物の実空間分布の取得が初めて可能となるとの着想から、同位体超構造試料(シリコン・ゲルマニウム)の設計及び3次元アトムプローブ測定を実施した。そして、この同位体超構造試料が共注入実験において深さ指標になり得ることを見出した。これまで行った実験は以下の通りである。1)シリコン基板の表面から数十ナノメートル内の領域に異種不純物原子(本研究では、炭素とホウ素に着目)をイオン共注入して、熱処理を実施した試料を用意し、3次元アトムプローブ法で炭素ーホウ素の凝集体(複合クラスター)を観察した。当初の計画通りである。2)3次元アトムプローブ装置製造元の米国アメテック社の解析アルゴリズムを基に、シリコン中の炭素・ホウ素の複合クラスターの解析を行った。

3)平成25年度の研究実施計画を前倒して、3次元アトムプローブ測定で炭素凝集近傍でのホウ素分布と、拡がり抵抗測定による電気的活性化分布と対応させ、複合クラスター深さ位置での活性化率を調べた。4)上記の実験と並行して、共注入試料の深さ指標となる同位体超構造試料の設計および3次元アトムプローブ測定を実施した。本研究課題で最も重要な点は、ホウ素の電気的活性化に影響を与える炭素の挙動を高精度に調べることである。よって、炭素・ホウ素共にイオン注入条件を最適化することは必須である。これまで、3次元アトムプローブ法を用いてシリコン基板中に共注入したホウ素と炭素の挙動を調べ、炭素がホウ素の電気的活性に与える影響を明らかにしてきた。今後(平成25年度、最終年度)は、以下のように研究を遂行する。1)シリコン中の炭素・ホウ素原子間の相互作用を調べるため、これまで最適化したイオン注入条件を基にして、引き続き、集束イオンビームで針状試料を作製し、3次元アトムプローブ測定・データ解析を行う。過去の文献と比較し、ホウ素不活性化の機構を明らかにする。ここでは異なる同位体シリコンの超構造を利用して、深さ方向の元素分布の高精度化を図る。2)3次元アトムプローブ測定した試料の拡がり抵抗測定(深さ方向のキャリア密度分布測定)を実施し、アトムプローブのデータと比較し、議論する。3)同試料の透過型電子顕微鏡による観察で得られた欠陥分布と上記の結果を見比べ、炭素・ホウ素の複合クラスターと欠陥の分布の相関について議論する。また、陽電子消滅測定結果を行い、熱処理による結晶回復過程について明らかにする。4)平成24年度中に、シリコンと同族であるゲルマニウムの同位体超構造の3次元アトムプローブ測定に成功した。しかし、最適な測定条件(試料形状・レーザー強度・温度等)の発見には至っていないため、測定条件の最適化後、不純物イオン注入および熱処理を実施し、シリコンの場合と比較し、その差異を明らかにする。5)得られた結果を取りまとめ、国際誌での論文掲載や学会を通じて公表する。主な経費は消耗品費で、3次元アトムプローブ測定用の電極(1個当たり450千円)である。そして、本研究課題にて最も重要なシリコン中の異種不純物間の挙動が見られる試料作製条件を見出すための特性分析を予定しており、これに305千円を計上する。旅費に関しては、東北大学金属材料研究所(茨城県大洗町)から半導体の同位体材料を所有する慶應義塾大学(横浜)の伊藤教授グループとの研究打ち合わせを計画している。また、国外・国内での学会発表および情報収集を行うため、成果発表旅費・調査研究旅費・研究打合せ旅費で390千円を計上する。また、論文誌への投稿を計画しており、研究成果投稿料として30千円を計上する。
リゾホスファチジルセリン産生酵素のSLE病態における役割とバイオマーカーへの展開

SLEの病態形成におけるリゾリン脂質の役割を検討するため、血清リゾホスファチジン酸産生酵素(ATX)とリゾホスファチジルセリン産生酵素(PS-PLA1)を測定した。SLEではPS-PLA1が有意に上昇し、疾患活動性指標の一部と相関していた。プリスタン誘導マウスSLEモデルの脾臓ではPS-PLA1陽性細胞が増加していた。In vitroでT細胞を刺激するとLPS受容体発現は低下するが、PS-PLA1の発現は上昇した。末梢単核球細胞のPS-PLA1発現は高濃度IFNα刺激で上昇した。従って、PS-PLA1はT細胞活性化マーカー・IFN-αsignatureとしての特徴を有すると考えられる。本研究の目的は、リゾホスファチジルセリン(Lysophosphatidylserine)を中心とするリゾリン脂質が全身性エリテマトーデス(SLE)の病態形成において果たす役割を解析することである。平成25年は発現・機能解析と臨床検体研究を中心に研究を行った。発現解析については、健常人の白血球(末梢血単核球・好中球)を用いた予備実験を行い、Taqman PCRのプローブを用いて、リゾホスファチジルセリン(LPS)産生酵素であるPS-PLA1(phosphatidylserine-specific phospholipase 1)のmRNAレベルでの定量解析、およびin vitroでヒト末梢血単核球細胞のリンパ球刺激試験を行い、これらの至適条件を検討した。臨床検体については、活動期および非活動期のSLE患者、および感染症を併発した非活動期SLE患者から、血清サンプルおよび末梢血単核球中のRNAサンプルの採取・収集を継続した。これらの検体について、予備実験で明らかにされた条件で発現解析を行うことにより、SLE患者の原病増悪と感染症を鑑別診断するのに有用な情報が得られることが期待される。本研究の目的はリゾホスファチジルセリン(Lysophosphatidylserine;LPS)を中心とするリゾリン脂質が全身性エリテマトーデス(SLE)を中心とする自己免疫性疾患の病態形成における役割を明らかにすることである。平成26年度は初年度に引き続き、LPS産生酵素の発現・機能解析と臨床検体研究を中心に研究を行った。発現解析については、Taqmnan PCRのプローブを用いた定量的PCR法を行い、ヒトリンパ球におけるLPS産生酵素(phosphatidylserine- specific phospholipase 1, PS-PLA1)および複数のLPS受容体(GPR34、P2Y10、GPR174、GPR171)に関して、そのmRNAの発現量を解析した。その結果、末梢血単核球では主にB細胞でPS-PLA1の発現が認められること、活性化リンパ球ではLPS産生酵素およびLPS受容体の遺伝子発現が亢進することを確認した。機能解析については、in vitroの細胞培養の実験系において、PHA、ConAなどのレクチンによる刺激やIL2刺激のみではなく、スーパー抗原を用いたリンパ球活性化の至適条件も検討した。臨床検体については、活動期および非活動期のSLE患者、感染症を併発したSLE患者などの血清および末梢血単核球のサンプル収集を継続して行っている。これらの検体について、血清中のPSPLA1測定および記述のリンパ球の遺伝子発現解析を行うことにより、SLEの原病増悪と感染症を鑑別するのに有用な情報が得られることが期待される。Phosphatidylserine (PS)-specific phospholipase A1(PSPLA1)は、PSからLysophosphatidylserine(LysoPS)を産生するPS特異的リゾリン脂質産生酵素である。これまでの研究で全身性エリテマトーデス(SLE)患者血清中にPSPLA1が有意に増加していることがELISAで示された。今回、Balb/cにプリスタン(0.5ml)を腹腔内投与したSLEモデルマウス(4週)を作成したが、マウス血清ではWestern blotでPSPLA1の有意な増加は検出されなかった。これには市販抗PSPLA1抗体の検出感度が影響している可能性もあると考えられる。ヒト末梢血単核球細胞(PBMC)におけるPSPLA1の発現(RNA)については、T細胞マイトジェン(PHA)やスーパー抗原刺激によりPBMCのPSPLA1発現は増強されたが、その発現は時間経過とともに減少しており、PSPLA1はT細胞の初期活性化マーカーである可能性が考えられた。また、INFαはSLEの病態形成に関与するサイトカインであることが報告されているが、高濃度のINFα刺激もPSPLA1発現を増強しており、PS-PLA1はSLEのINFαsignatureの一つであると考えられた。一方、LysoPS受容体(GPR34、P2RY10、GPR174)の発現はT細胞刺激により低下した。また、in vitroの培養実験で、PHA活性化T細胞は無刺激PBMCに比べてLysoPSによる細胞傷害に抵抗性を示した。従って、活性化T細胞はLysoPS受容体の発現低下を介してLysoPSの細胞傷害性を回避している可能性が示唆された。

In vitroでT細胞を刺激するとLPS受容体発現は低下するが、PS-PLA1の発現は上昇した。末梢単核球細胞のPS-PLA1発現は高濃度IFNα刺激で上昇した。従って、PS-PLA1はT細胞活性化マーカー・IFN-αsignatureとしての特徴を有すると考えられる。科学研究費の3年間の交付期間内に本研究で行う実験は以下の4つに分けられる。すなわち、発現解析ではLPS産生酵素(PS-PLA1)およびLPS受容体の発現解析を行い、機能解析ではin vitroの細胞培養実験系でLPSがリンパ球機能に与える影響を解析すること、臨床検体を用いた解析では経時的に収集した臨床サンプルのデータと臨床情報との関連を検討すること、また動物モデルではマウスでLPS産生酵素(PS-PLA1)およびLPS受容体の発現解析を行うことである。上記4項目のうち、動物実験の施行が平成27年度となったため、現在までの達成度をやや遅れていると区分した。内科学本研究は科学研究費の3年間の交付期間内にリゾホスファチジルセリン(LPS)およびその産生酵素であるPS-PLA1やLPS受容体に関する研究を行い、LPSが全身性エリテマトーデス(SLE)の病態形成における役割を明らかにすることである。平成27年度は最終年度として、モデルマウスの解析およびPS-PLA1の自己抗原性(抗PS-PLA1抗体はSLEの血栓と関連する可能性が示唆される)を含めた研究を行い、LPSとSLEに関する研究の総括を行う予定である。科学研究費の3年間の交付期間内に本研究で行う実験は主に以下の4つに分けられる。発現解析では、LPS産生酵素であるPS-PLA1およびLPS受容体の発現解析を行い、機能解析では、in vitroで健常人とSLE患者の末梢血単核球にLPSを添加して培養し、LPSがリンパ球機能に与える影響を検討する。臨床検体を用いた研究では、経時的に収集した様々な臨床経過のSLE患者の臨床検体を用いた解析を行い、そのバイオマーカーとしての意義について検討する。また、動物モデルではSLEモデルを用いてPS-PLA1およびLPS受容体の発現解析を行う。平成25年度は研究棟の移転工事があり、発現・機能解析と臨床検体研究を中心に実験を行った。動物実験はまだ着手していないが、ヒトでの研究結果をふまえ、平成26年度以降に行う予定であり、おおむね順調と判断した。平成26年度に行う実験の一部を平成27年度に行うため、その消耗品に相当する124,906円を次年度に繰り越した。本研究は科学研究費の交付期間内に、LPS産生酵素であるPS-PLA1およびLPS受容体の発現解析、LPSがヒト末梢血免疫担当細胞に及ぼす影響に関する機能解析、臨床検体を用いたPS-PLA1のバイオマーカーとしての役割の解明、動物モデルを用いた解析からなる。平成26年度は臨床検体の収集を継続すると同時に、その解析に力点をおき、さらにその結果をふまえて動物モデル実験を行う予定である。また、PS-PLA1測定のELISA系への干渉は問題ないが、PS-PLA1に対する自己抗体が存在した場合血栓形成に関与しうる可能性があるので、その解析も行う予定である。
顎下腺導管系の分化における遺伝子発現の研究

1)ラット舌下腺に発現する新規蛋白質:ラットの舌下腺に特異的に発現する遺伝子をクローニングし、その産物への抗体を作成した。この蛋白質は動物L型レクチンの一種であるヒトERGLとホモロジーを有する膜蛋白質であり、Sublingual acinar membrane protein(SLAMP)と名付けた。SLAMPは舌下腺の腺房細胞において主に小胞体-ゴルジ中間区画(ERGIC)の膜に局在し、粘液成分の形成や愉送、分泌に関与することが示唆された(論文1)。2)短期間、低予算でのラットポリクローナル抗体作成法の開発:抗原蛋白質のcDNAの一部を合成し、細菌に導入してオリゴペプチドを産生させ、これをラット足蹠に注射し、約3週間で抗血清を得る方法を開発した。マウスのERGIC-53は、小胞体からERGICへの小胞性輸送に関与する膜蛋白質である。今回の方法でつくった抗ERGIC-53ラット抗体によりマウス舌下腺細胞のERGICが染色されることから、SLAMPの役割が推測された(論文2)。3)アンドロゲンにより発現を抑制される顎下腺の新規蛋白質:遺伝子サブトラクション法により、新規の顎下腺蛋白質の遺伝子を同定した。この蛋白質のmRNA発現は顎下腺では雄より雌で36倍高く、逆に涙腺では雌より雄で28倍高かった。また精巣切除マウスや雌マウスにアンドロゲンを投与すると、顎下腺では顕著に発現が抑制され、逆に涙腺では顕著に促進されたため、この蛋白質をSubmandibular androglen-repressed protein(SMARP)と名づけた。SMARPのmRNAと蛋白質は顎下腺および涙腺の腺房細胞に局在した。異なる器官でアンドロゲンにより反対の発現制御を受ける遺伝子は、アンドロゲンによる遺伝子発現制御機構の解明に寄与すると思われた(論文3)。1)ラット舌下腺に発現する新規蛋白質:ラット舌下腺に特異的に発現する遺伝子をクローニングし、そのコードする蛋白質への抗体を作成した。この蛋白質は動物L型レクチンの一種であるヒトERGLと高いホモロジーを有する膜蛋白質であり、Sublingual acinar membrane protein(SLAMP)と名付けた。SLAMPは舌下腺の腺房細胞において主に小胞体-ゴルジ中間区画(ERGIC)の膜に局在し、粘液成分の形成や輸送、分泌に関与することが示唆された。2)顎下腺導管系の分化におけるMeninの発現と局在:Meninは、転写因子JunDと結合してその活性を抑制する核内蛋白質である。マウス顎下腺におけるmeninの発現は、雄より雌ではるかに高かった。Meninの免疫反応は介在部導管および雌の線条部導管遠位部の細胞に認められ、雄の顆粒性導管(GCT)細胞には存在しなかった。雄の思春期および雌へのアンドロゲン投与で線条部導管細胞が顆粒性導管細胞に分化する際に、核のmeninが消失した。JunDとmeninの発現と局在のパターンは一致し、両者の複合体が顎下腺導管系の分化を制御する可能性が示唆された。3)アンドロゲンにより発現を抑制される顎下腺の新規蛋白質:マウス顎下腺より新規の遺伝子をクローニングした。そのコードする蛋白質はラット顎下腺のグルタミン/グルタミン酸高含有蛋白質(GRP)と相同性があり、Submandibular androgen-repressive protein(SMARP)と名付けた。

SMARPのmRNAはマウスの顎下腺と涙腺の腺房に発現し、顎下腺では雄より雌で、逆に涙腺では雌より雄ではるかに強く発現した。テストステロンの投与実験により、mRNA発現は顎下腺ではアンドロゲンにより抑制され、逆に涙腺では促進されることがわかった。雄と雌のマウス顎下腺から抽出したmRNAを用い、PCRを用いた遺伝子サブトラクション法により、雄または雌マウスの顎下腺に優位に発現する顎下腺の遺伝子を同定した。そのうち、雌で優位に発現する新規の遺伝子をひとつ見いだした。この遺伝子によりコードされる蛋白質は、N末端のシグナル配列と思われる疎水性アミノ酸を含む165アミノ酸からなり、ラット顎下腺に多く含まれるグルタミン/グルタミン酸の豊富な蛋白質(GRP)と相同性があった。この蛋白質の合成ペプチドに対するラット抗体を作成した。Northernブロット解析において、この蛋白質のmRNAはマウス全身の主な器官のうち、顎下腺と涙腺のみに発現し、約1.2kbの単独サイズを示した。顎下腺では雄より雌で36倍高く、逆に涙腺では雌より雄で28倍高い発現が見られた。精巣切除マウスや雌マウスにテストステロンを投与する実験により、mRNA発現は顎下腺ではアンドロゲンにより顕薯に抑制され、逆に涙腺ではアンドロゲンにより顕著に促進されることがわかったため、この蛋白質をSubmandibular androgen-repressed protein (SMAIRP)と名づけた。In situハイブリダイゼーションおよび免疫組織化学において、SMARPのmRNAと蛋白質は雌の顎下腺および雄の涙腺の腺房細胞に局在し、導管細胞には認められなかった。異なる器官においてアンドロゲンにより反対の発現制御を受ける遺伝子産物は極めて稀であり、アンドロゲンによる遺伝子発現制御機構の解明に糸口を与えると思われた。
比較ゲノムを基盤とした自然および人為的サンゴ集団成立機構の解析

サンゴの人為的増殖は、世界中の分布域で取り組まれている。しかし養殖サンゴの遺伝的多様性や、放流効果に関する研究、長期的なモニタリング例は少なく、科学的知見に基づいた指針作りが急がれる。沖縄本島の養殖親集団からの放卵放精も確認されており、周辺海域の幼生供給源になっていることが予測されている。実際に人為的サンゴ群集が幼生供給基地として機能を発揮しているかどうかを調べるために、マイクロサテライトマーカーを用いた親子判定の手法によって、養殖集団と周辺海域のミドリイシ群体の血縁関係の有無を調べることも目的の一つである。恩納村恩納サンゴ養殖場からミドリイシ5種合計90群体、そして養殖場周辺の4地点の天然のサンゴ礁域に30m四方の方形区をもうけ、その区画内に生息していたミドリイシ5種の枝片を採取し、採取した全ての群体からDNA抽出をした。当該年度は、産卵時に親群体からの配偶子を集めて人為的に掛け合わせた幼生からDNA抽出を行い、マイクロサテライトマーカーにより遺伝子型を決定し、親子関係が明らかな状況で、既存の親子判定ソフトウェアの中からどれが一番解析に適しているかを検討した。親と子の関係がわかっているサンプルを用いて、マイクロサテライトマーカーを用いて11座位で各群体の遺伝子型の決定を行い既存のソフトウェア3つを用いて親子判定をしたところ、正答率は一番高いもので76%ほどであり、これでは十分であると言えない。親子関係がわからない野生のサンプルで解析をする場合、親子関係が既知のサンプルを用いた場合の親子判定の正答率はより高い状態である必要がある。そのため一塩基多型を用いた別の方法などでの解析を検討している。繰り返す大規模白化によるサンゴ礁の劣化が世界的に問題になっている。サンゴの人為的増殖は有効策の一つとされ、世界中の分布域で取り組まれている。当該年度は、沖縄本島の2つのサンゴ養殖場から採取したウスエダミドリイシAcropora tenuisのサンプルは、自然状態の南西諸島の15地点と比較して同程度の遺伝的多様性を有し、現状問題はないことを論文発表した。しかしこれ以上クローン群体を増やすことは、将来的に人為的サンゴ群集内の遺伝的多様性の低下を招き、受精率の低下や近交弱勢を招く可能性があるため、現在も行なっている様に番号付きのタグ等でトラッキングすることを推奨する。また対象種は自家受精をしないため、産卵時の受精率をあげるためにクローン群体同士が隣り合わない様な配列にして飼育すること、有性生殖を使用した苗づくりの成功率をあげていくことが不可欠である。当該年度は、恩納村恩納サンゴ養殖場からミドリイシ5種合計90群体から枝片を採取した。そして養殖場周辺の4地点の天然のサンゴ礁域に30m四方の方形区をもうけ、その区画内に生息していたミドリイシ5種の枝片を採取し、採取した全ての群体からDNA抽出をした。沖縄県の一部のサンゴ養殖場において、遺伝的多様性や集団構造を評価し学術論文として公表した。人為的に無性生殖の方法で増やされた群体を明らかにし、今後より簡易に遺伝子型を追跡できるように養殖場にある群体にタグをつけた。また放流効果の推定のため、親集団、周辺の天然集団からのサンプルを採取しDNA抽出をすることができた。抽出したDNAを用いて親子判定を行う。養殖場から天然群集への幼生加入の有無、放流効果の推定ができると期待される。

親子関係がわからない野生のサンプルで解析をする場合、親子関係が既知のサンプルを用いた場合の親子判定の正答率はより高い状態である必要がある。そのため一塩基多型を用いた別の方法などでの解析を検討している。当該年度前半は、所属機関の規約作成等の理由により、潜水を伴う野外調査が禁止されていたため、サンプルを入手する時期が遅れた。そのため解析に使用するための試薬などを購入する時期を次年度へずらしたため。予備実験での親子判定正答率が満足に高くなかったため、解析方法を再度検討しているため。次年度使用額を本実験への解析費用に充てる。
三脚型トリプチセンを分岐部位として有するスターポリマーの合成と物性解明

分岐ポリマーの分岐部位の化学構造は、ポリマー主鎖に対して重量分率が著しく小さいため、一般に、高分子全体の物性には影響を及ぼさないとされている。最近我々は、特異な集合化能力を持つ、1,8,13位置換トリプチセン(三脚型トリプチセン)を分岐部位として持つスターポリマーが、他の分岐部位を有するスターポリマーと比較して異なる構造や物性を示すという、従来の高分子科学の常識を覆し得る結果を得た。本研究では、三脚型トリプチセンを分岐部位として有する種々の腕ポリマーを持つスターポリマーの合成と物性の徹底的な検討を行い、分岐部位の設計による高分子物性制御という新たな概念を提示した。本課題研究に先立ち、三脚型トリプチセン(1,8,13-置換トリプチセン)構造を分岐部位として持つ数平均分子量Mn =約25 kDaのスターポリγバレロラクトン(0,3-PVL)が、1,8,16-置換トリプチセン構造や1,1,1-トリス(4-ヒドロキシフェニル)エタン構造を分岐部位として持つスターポリバレロラクトン(1,2-PVL、TPE-PVL)と比べて、高い複素粘性率(およそ10倍)や耐熱性(5%重量損失温度:Td5の差が約50 °C)を示すという知見を得ていた。初年度の平成28年度ではこの現象をより詳細に検討するために、種々の分子量の0,3-PVL、1,2-PVL、TPE-PVLを合成し物性を比較検討した。分子量を48kDa程度まで上げると、これらスターポリマー間での物性の差はほとんどなくなった。一方、分子量を10kDa程度まで下げると1,2-PVL、TPE-PVLではほとんど物性が同じであったが、0,3-PVLだけは顕著に高い複素粘性率(最大1000倍)と高い耐熱性(Td5の差が約100 °C)を示し、その差は分子量25 kDaの時よりも大きかった。このように、分岐部位の効果は低分子量のスターポリマーでより顕著に発現するようになることを明らかにした。これは低分子量のスターポリマーほど、分岐部位の占める重量分率が上がることに由来すると考えられる。上記に加え、ポリεカプロラクトン(PCL)、ポリD乳酸(PDLA)を腕ポリマーとして持つ、分子量10k20kDa程度の0,3-PCL、1,2-PCL、TPE-PCL、0,3-PDLA、1,2-PDLA、TPE-PDLAを合成し、それらの物性を比較したが、これらのポリマー間では有意な物性差は観測されなかった。どのような腕ポリマーを用いた際に分岐部位の効果が顕著に発現するのかについては今後精査する必要がある。当初、平成28年度には、分岐部位が高分子物性に及ぼす効果の分子量依存性の調査と、種々の腕ポリマーを持つスターポリマーでの検証を計画していたが、そのいずれも行うことができたため。当初の研究計画では平成29年度は、スターブロックコポリマー系へと研究を展開させる予定だったが、平成28年度の検討で、ホモスターポリマー系で、どのような腕ポリマーで分岐部位の効果がより顕著に出るのか、また、三脚型トリプチセン構造を分岐部位として持つスターポリバレロラクトン(0,3-PVL)がどのような構造・コンフォメーションを取り、他のスターポリマーとは異なる物性を発現しているのかに関して、より詳細な検討が必要であると判断した。そのため、平成29年度も引き続き、腕ポリマーの種類の検討と、0,3-PVLの示唆走査熱量計や粉末X線構造解析、偏光顕微鏡観察などによる構造解析を行う予定である。高分子科学当初、平成28年度にスターポリマー精製用の液体クロマトグラムシステムの導入を予定していたが、研究室に既存の設備を利用したため、平成28年度には購入しなかった。平成29年度は研究室の他の構成員の液体クロマトグラムシステムの仕様が活発になり、平成28年度のような長時間の利用は困難であると考えられる。そこで平成28年度に購入しなかった液体クロマトグラムシステムを平成29年度に早急に導入する予定である。
船体とプロペラとの干渉を考慮した船尾流場と推進性能に関する研究

昭和61年度は,プロペラ上方における変動圧力分布の特性解析問題と,船体まわりの自由表面流に及ぼす境界層と伴流の影響について研究した.前者においては,プロペラ周囲の圧力場の一般解を求めて従来の解との関係について考察し,ついで,渦格子揚力面モデルを用いた計算法によって揚力効果の特性と翼厚効果の特性について解析し, 5翼プロペラの計算例と実験によって非対称性が現われたり圧力変動の最大値がチップ直上より前方にずれることを見出した.後者については,粘性による総圧損失を考慮した自由表面条件式を用い,ポテンシャル流としての自由表面流の解法にはランキン・ソース法を用いて,粘性影響を考慮した自由表面計算を行うプログラムを開発した.ウィグレイ模型に関する計算例によって,船側波形や圧力分布は実験とよく合うが,抵抗については実験値との一致が少し劣ることを示した.昭和62年度は,プロペラ後流のレーザードップラー流速計による流場計測と,プロペラと舵との干渉に関する理論的解析と実験的研究を行った.レーザードップラー流速計システムを整備し,それを用いた流速測定法のオウハウを修復するために,プロペラ後流の流速測定を行った結果,回転流成分が小さいためシーディングを行う必要のあること,プロペラ直後固定翼がプロペラ後流中の回転流エネルギーを回収するのに有効であること,を験証することができた.プロペラと舵との干渉問題については,渦格子モデルを用いた理論計算としレーザードップラー流速計による舵まわりの流場計測を行って,舵の影響によってプロペラ効率が少し向上すること,プロペラのスラスト及びトルクが714%も舵の影響によって変動すること,プロペラ後流中の回転流成分は舵によってほとんどおさえられて整流される効果があること,等の結果を得ることができた.昭和61年度は,プロペラ上方における変動圧力分布の特性解析問題と,船体まわりの自由表面流に及ぼす境界層と伴流の影響について研究した.前者においては,プロペラ周囲の圧力場の一般解を求めて従来の解との関係について考察し,ついで,渦格子揚力面モデルを用いた計算法によって揚力効果の特性と翼厚効果の特性について解析し, 5翼プロペラの計算例と実験によって非対称性が現われたり圧力変動の最大値がチップ直上より前方にずれることを見出した.後者については,粘性による総圧損失を考慮した自由表面条件式を用い,ポテンシャル流としての自由表面流の解法にはランキン・ソース法を用いて,粘性影響を考慮した自由表面計算を行うプログラムを開発した.ウィグレイ模型に関する計算例によって,船側波形や圧力分布は実験とよく合うが,抵抗については実験値との一致が少し劣ることを示した.昭和62年度は,プロペラ後流のレーザードップラー流速計による流場計測と,プロペラと舵との干渉に関する理論的解析と実験的研究を行った.レーザードップラー流速計システムを整備し,それを用いた流速測定法のオウハウを修復するために,プロペラ後流の流速測定を行った結果,回転流成分が小さいためシーディングを行う必要のあること,プロペラ直後固定翼がプロペラ後流中の回転流エネルギーを回収するのに有効であること,を験証することができた.プロペラと舵との干渉問題については,渦格子モデルを用いた理論計算としレーザードップラー流速計による舵まわりの流場計測を行って,舵の影響によってプロペラ効率が少し向上すること,プロペラのスラスト及びトルクが714%も舵の影響によって変動すること,プロペラ後流中の回転流成分は舵によってほとんどおさえられて整流される効果があること,等の結果を得ることができた.本年度は、粘性流場と自由表面流の干渉問題を取上げた。この問題は、船体とプロペラとの干渉問題の前に解決しておかねばならない課題である。船体表面に沿って形成される境界層とそれに続く伴流即ち粘性流場が、自由表面流即ち船体まわりにできる造波の波形に、どのような影響を与えるかという問題である。境界要素法の一種であるランキンソース法に着目し、それに境界層の積分的解法とを組合せて、逐次に近似を上げていくという方法を用いて、粘性影響による総圧損失を考慮した自由表面条件を境界条件とする境界値問題を、数値的に求解していく方法を開発した。ウィグレー模型(水線、肋骨線が放物線の数学模型)に関する数値計算結果は、船側波形も、圧力分布も、造波抵抗及び全抵抗でも、実験値にかなり近い良好な結果を得ることができた。以上のように、理論的アプローチの第一段階では、一応研究はうまく進んだといえる。一方、船体周辺及びプロペラ周辺の流場計測へのレーザードップラー流速計(LDV)の応用研究という課題においては、少しく前進がみられたが、多くの課題を将来に残した。本年度はまず日本カノマックス社製LDVシステム一式を購入して、模型プロペラ後流の計測を試験水槽で実施した。回転前進中のプロペラのすぐ後で、軸方向流速と回転方向流速の2成分の計測を行った。流速の大きい軸方向流速の成分の計測には精度確保に必要な数の通過粒子信号が得られたが、絶対流速の小さい軸方向流速成分の計測では通過粒子の数が少く信号が不足することが多くて信頼できるデータを得るには多くのサンプルを得るために何回もの航走が必要であった。このことから、今後、試験水槽でLDVを実用して流場計測を行うには、低速流場中ではシーディングをする等の特別の工夫が要るであろう、ということが判明した。