hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高水分梱包粗飼料の非破壊水分計測技術の開発

ベクトルネットワークアナライザで測定した電磁波は,周波数1.72.6GHzの間において,導波管へ投入するサイレージの量や密度の増減によらず,位相と振幅との間に直線的な関係があった。また,振幅と位相の傾きは原料水分が高まるにつれて増加し,振幅・位相の比と原料水分とは直線的な関係にあった。ここから,透過電磁波の位相・振幅の傾きを指標とすることで,サイレージ中の水分を非破壊推定できる可能性が示唆された。国内で生産される飼料の多くは中高水分のままロールベールサイレージとして保管されるが、収穫調製時の天候や作業条件等により水分ムラが大きくなる。しかし、測定には長時間を要するほかサンプリングを伴うため、ラッピング後のロールベールを測定すると商品価値を失う問題がある。そこで、マイクロ波を活用したロールベール非破壊計測技術を開発するため、本年度は開放空間においてマイクロ波をロールベールに向けて送信し、受信されたマイクロ波の観測を行なった。測定対象には、ターンテーブル上に静置された直径0.91.2mのロールベール(水分2080%,内容物:オーチャードグラス・細断トウモロコシ・TMR)を用い、供試した周波数帯は125GHzとした。測定にはベクトルネットワークアナライザおよびリッジホーンアンテナを用いた。周波数とマイクロ波の減衰量との関係を解析したところ、ロールベールを構成する原料層やサイドローブに起因すると思われる反射波による受信電波の脈動が認められた。また、草種・水分によらず、周波数が高まるにつれて透過減衰は顕著に高まる傾向が確認できた。国内で生産される飼料の多くは,嫌気条件下で乳酸発酵しサイレージとして貯蔵される。サイレージ調製において原料の水分は発酵の成否に大きく影響するが,これまで水分等を測定するには原料のサンプリング,すなわち飼料およびラップフィルム等の被覆資材を破壊する必要があった。一方で近年は,水田転作等の作物として飼料イネやトウモロコシの作付が促され,近隣に畜産農家が存在しない地域でも国産粗飼料が生産,およびロールベール状で流通されるようになりつつあり,水分測定の必要性は一層高まっている。そこで本研究では,ロールベールラップサイロ等の飼料を想定して,内部水分の非破壊計測技術を開発する目的で,サイレージへ電磁波を透過させるとともに内部水分との関係を検討した。まず,ロールベールに触れずに電磁波を透過させる実験を行なった。水分2080%のロールベール・ホーン型アンテナおよびベクトルネットワークアナライザを供試して電磁波を測定したところ,検出は可能だったがロールベール内での多重反射が認められ,透過した電磁波の減衰と内部水分との明確な関係性は認められないことが明らかとなった。次に,電磁波伝送路の1つである導波管を活用して小規模実験を行なった。水分3280%のトウモロコシサイレージを導波管へ封入して電磁波を透過させたところ,ベクトルネットワークアナライザで測定された電磁波の,サイレージ透過前後における位相および振幅の変化は,原料水分が同一の場合は導波管へ投入するサイレージの量や密度にかかわらず直線的な関係にあることが確認された。また,透過した電磁波と水分との関係を検討したところ,原料水分の変化に応じて位相と振幅の傾きは直線的に高まる傾向が確認され,サイレージ中の水分を非破壊計測できる可能性が見いだされた。飼料調製機械,非破壊計測ネットワークアナライザを一時レンタルする都合との兼ね合いで、想定したほど多点の測定ができなかったが、10GHzを越えると顕著に損失が高まる傾向が得られる等、有望な周波数帯域について一定範囲での絞り込みができた。得られた結果については次年度に学会発表するとともに論文作成の準備を進める。開放空間での測定では不要波が多く観測されたことから、電波暗室を用いた測定ないしは導波管を用いた室内測定実験により、牧草類を対象とした電磁波解析に取り組むとともに非破壊計測のための基礎データを積み上げることとする。今年度の測定実験においては、アンテナの精密な対向を行なわなくても電磁波の解析が可能なダイナミックレンジを確保できたため、アンテナを精密に対向させるための測定台座を試作する必要がなくなったため、若干の残額が生じた。次年度に向けては電波暗室を借用した測定もしくは導波管を活用した室内実験を行ない水分との関係を解析することとする。これは、今年度の測定結果から、ロールベールのように梱包された粗飼料にマイクロ波を透過させた場合には多くの反射の影響とみられる波形の変動が観測され、この現象の解析をさらに深めるためである。
電子線ナノ散乱法の開発と脂質ラフトの構造解明

生体膜に存在する秩序的領域「脂質ラフト」は様々な生体機能発現の場を提供することが知られ、幅広い分野で注目を集めてきた。一方で、脂質ラフトのサイズは100ー200nm程度と非常に小さいため、その構造はもっぱらの推測であり直接的な知見は取得されていない。そこで我々は、収束性に優れた電子線を用いることで、微小な脂質ラフトの構造情報を選択的に取得できるのではないかと考えた。一方、電子線は脂質膜に対し大きなダメージを与えるため、脂質膜本来の構造を取得するためには、実験条件の最適化が不可欠である。昨年度、我々は、電子線照射量を低減し、かつクライオホルダを用いてビームダメージを低減することで、脂質膜の構造情報を非侵襲的に取得することに成功した。そこで、本年度はラフト様微小膜領域に対し選択的に電子線の照射を試みた。我々は飽和リン脂質DSPCと不飽和リン脂質DOPCを混合することで、ラフト様/非ラフト様相分離膜を作製した。この混合系ではμmサイズのラフト様/非ラフト様相分離が生じる。また、試料には微量の蛍光物質を混合してあるため、蛍光顕微鏡を用いてラフト様領域の位置を確認できる。次に、この試料を電子顕微鏡用メッシュに移し取、半固形窒素に投入すること急速凍結した。次に、低温低圧化で水を昇華させた。この過程で、脂質の拡散は凍結しており、水中での脂質の構造を維持したままの乾燥試料が調製できる。次に、この相分離膜を電顕メッシュ状に展開し、ラフト様領域と非ラフト様領域に対し別々に電子線を照射することで、相選択的に構造情報を取得した。その結果、ラフト様領域からは秩序的な膜特有のシャープな散乱が検出されたのに対し、周囲の無秩序領域からはブロードな散乱のみが取得された。この結果は、ラフト様秩序領域と無秩序領域からの散乱を選択的に取得した初めての結果である。本申請を達成するための研究期間は3年間を予定しており、当該年度は2年目である。当初の予定では、当該年度中には脂質膜に対する電子線適応技術の開発と100 nmサイズの膜領域に対し、電子線の選択的照射を行う予定であった。現在のところ目的とする膜領域への電子線照射は成功しているが、そのサイズは1μm程度であり、目的とする脂質ラフトのサイズに比べて(100 nm)大きいままである。そのため、より微小領域への電子線照射技術の開発を速やかに行い、疎の技術を生体膜に存在する脂質ラフトに適応する。今後は(1)より小さな膜ドメイン対し電子線を照射する技術を開発し、(2)生体膜に存在する脂質ラフトの構造情報を選択的に取得する。これまでの研究では事前に蛍光顕微鏡観察を行うことでラフト様領域の場所を特定し、そのドメインに対し電子線の照射を試みてきた。しかし、この手法では蛍光顕微鏡の分解能(300 nm)以下の微小領域の位置を事前に把握するこは不可能である。この問題を解決するためには、電子顕微鏡下でドメインを可視化することが必要である。そこで我々は、CLEM法を用いることでこの問題が解決できるのではないかと考えている。CLEM法とは蛍光物質に対し強い励起光を照射した時に生じる活性酸素を重金属で標識する手法であある。この手法は、蛍光物質の存在位置を電子顕微鏡下で観察するために幅広く用いられている。我々は、人工的にサブミクロンサイズのラフト様領域を作製し、非ラフト様領域を蛍光標識する。この試料にCLEM法を適応することで、相分離を電子顕微鏡下で可視化する。次に、電子線をラフト様領域に照射する(CLEM-ED法)。このとき、重金属標識されているのは非ラフト様領域であるため、ラフト様領域からの散乱に重金属は影響を与えない。さらに、同様のCLEM-ED法を生体膜に適応することで、脂質ラフトを可視化し、その構造情報を選択的に取得する。H29年度は脂質膜に対する電子線散乱適応技術の開発を行った。申請書に記述した通り、電子線散乱を用いて脂質膜の構造解析を行うためには、(1)電子線照射による試料ダメージの低減や、(2)水中での構造を維持したまま脂質膜試料を乾固する手法の開発が不可欠である。まず、我々は、(1)を解決するため電子線照射量の最適化を行った。通常の電子顕微鏡観察とほぼ同じ強度の電子線(40e/nm2s)脂質膜に照射したところ、ビームダメージにより、わずか1秒以内に脂質膜の構造が崩壊し、試料由来の散乱ピークが消滅した。このような短期間で脂質膜由来の散乱ピークを視認し、それをCCDカメラを撮影することは不可能である。そこで、我々は、電子線の照射量をおよそ1/40以下(<1e/nm2s)に低下させたところ、およそ数十秒間、試料由来の散乱を観察することができるようになった。このように、極低量の電子線を照射することで、脂質膜由来の散乱パターンの取得が可能になった。次に、我々は(2)の問題を解決するため、急速凍結-華法を用いて脂質膜試料を乾固させた。まず、水和した脂質膜を半固形の窒素に投入し急速凍結した。次に、真空中で氷を昇華させた。この手順を通じて、脂質の運動は凍結されているため、水中の構造を維持したまま試料を乾固することができきる。

また、この手法は生体試料を電子顕微鏡観察する際に幅広く用いられている手法である。次に、この手法を用いて作製した脂質膜に、低量の電子線を照射したところ、X線散乱とほぼ同じ位置に脂質炭素鎖充填構造に対応する散乱が得られた。H29年度は脂質膜に対する電子線散乱適応技法の開発を予定していたが、上記の通り、本研究課題は、ほぼ予定通り遂行することができた。一方、本申請課題では、本学共通機器である電子顕微鏡を用いた研究を行うが、本年度は十分なマシンタイムが配分されなかったため、再現性の確認等は不十分である。この分に関しては、H30年度初頭に速やかに追加実験を行う予定であり、当初、H30年度に予定していた実験課題の遂行に影響はない。生体膜に存在する秩序的領域「脂質ラフト」は様々な生体機能発現の場を提供することが知られ、幅広い分野で注目を集めてきた。一方で、脂質ラフトのサイズは100ー200nm程度と非常に小さいため、その構造はもっぱらの推測であり直接的な知見は取得されていない。そこで我々は、収束性に優れた電子線を用いることで、微小な脂質ラフトの構造情報を選択的に取得できるのではないかと考えた。一方、電子線は脂質膜に対し大きなダメージを与えるため、脂質膜本来の構造を取得するためには、実験条件の最適化が不可欠である。昨年度、我々は、電子線照射量を低減し、かつクライオホルダを用いてビームダメージを低減することで、脂質膜の構造情報を非侵襲的に取得することに成功した。そこで、本年度はラフト様微小膜領域に対し選択的に電子線の照射を試みた。我々は飽和リン脂質DSPCと不飽和リン脂質DOPCを混合することで、ラフト様/非ラフト様相分離膜を作製した。この混合系ではμmサイズのラフト様/非ラフト様相分離が生じる。また、試料には微量の蛍光物質を混合してあるため、蛍光顕微鏡を用いてラフト様領域の位置を確認できる。次に、この試料を電子顕微鏡用メッシュに移し取、半固形窒素に投入すること急速凍結した。次に、低温低圧化で水を昇華させた。この過程で、脂質の拡散は凍結しており、水中での脂質の構造を維持したままの乾燥試料が調製できる。次に、この相分離膜を電顕メッシュ状に展開し、ラフト様領域と非ラフト様領域に対し別々に電子線を照射することで、相選択的に構造情報を取得した。その結果、ラフト様領域からは秩序的な膜特有のシャープな散乱が検出されたのに対し、周囲の無秩序領域からはブロードな散乱のみが取得された。この結果は、ラフト様秩序領域と無秩序領域からの散乱を選択的に取得した初めての結果である。本申請を達成するための研究期間は3年間を予定しており、当該年度は2年目である。当初の予定では、当該年度中には脂質膜に対する電子線適応技術の開発と100 nmサイズの膜領域に対し、電子線の選択的照射を行う予定であった。現在のところ目的とする膜領域への電子線照射は成功しているが、そのサイズは1μm程度であり、目的とする脂質ラフトのサイズに比べて(100 nm)大きいままである。そのため、より微小領域への電子線照射技術の開発を速やかに行い、疎の技術を生体膜に存在する脂質ラフトに適応する。H30年度は、まず、これまでに得られたデータの再現性を確認する。次に、人工的に作製した相分離膜に対し電子線を照射することで、それぞれの相の構造情報を選択的に取得する。人工膜ではおよそ1μmサイズの相分離が生じることが知られている。
マイクロサイズ機械試験による鉄合金マルテンサイトの粒界強化機構の解明

本研究ではマイクロサイズ機械試験によりマルテンサイトのブロック粒界およびサブブロック粒界の強度を評価した.マイクロサイズ機械試験の結果,サブブロック粒界はマルテンサイト全体の強度に対してあまり影響をおよぼさないことが明らかとなった.一方,ブロック粒界の存在は強度を大きく上昇させる.さらに試験片がブロック粒界を含んでいる場合にのみ荷重-変位曲線に荷重降下とセレーションが観察された.これは転位がブロック粒界に堆積し,その後,ブロック粒界を伝播したことに起因していると考えられる.マイクロサイズ機械試験後の試料を組織観察した結果もサブブロック粒界よりもブロック粒界の方がはるかに大きな強化能を有していることを示していた.以上の結果から,マルテンサイトの強度に対する有効結晶粒界はブロック粒界であると結論付けることができた.本研究ではマイクロサイズ機械試験によりマルテンサイトのブロック粒界およびサブブロック粒界の強度を評価した.マイクロサイズ機械試験の結果,サブブロック粒界はマルテンサイト全体の強度に対してあまり影響をおよぼさないことが明らかとなった.一方,ブロック粒界の存在は強度を大きく上昇させる.さらに試験片がブロック粒界を含んでいる場合にのみ荷重-変位曲線に荷重降下とセレーションが観察された.これは転位がブロック粒界に堆積し,その後,ブロック粒界を伝播したことに起因していると考えられる.マイクロサイズ機械試験後の試料を組織観察した結果もサブブロック粒界よりもブロック粒界の方がはるかに大きな強化能を有していることを示していた.以上の結果から,マルテンサイトの強度に対する有効結晶粒界はブロック粒界であると結論付けることができた.平成21年度は侵入型固溶元素を含まないFe-23mass%Ni合金を用い,鉄合金ラスマルテンサイト組織内に存在するサブブロック粒界のみおよびブロック粒界のみを含む幅10μmのマイクロサイズ試験片を収束イオンビーム加工により作製した.また標準試料としてフェライト結晶粒内から単結晶フェライトのマイクロサイズ試験片も作製した.作製した試験片の機械的特性をマイクロサイズ機械試験により直接評価した.得られた結果は以下の通りである.(1)サブブロック粒界のみを含むマイクロサイズ試験片の強度はフェライト単結晶の強度よりも高い値を示した.しかしこの強度上昇は主に転位密度の増加に起因しており,サブブロック粒界がラスマルテンサイトの全体の強度におよぼす影響は非常に小さいことが明らかとなった.(2)ブロック粒界を含んでいる場合,マイクロサイズ試験片の強度は著しく上昇した.またブロック粒界を含むマイクロサイズ試験片の場合のみ,荷重-変位曲線に荷重降下とセレーションが確認された.これはブロック粒界において転位が堆積したことに起因していると考えられる.(3)サブブロック粒界のみを含むマイクロサイズ試験片では変形後に局所化したすべりバンドが観察されたのに対し,ブロック粒界を含むマイクロサイズ試験片ではすべりが局所化しておらず,明瞭なすべりバンドを観察することができなかった.このことはブロック粒界がすべり運度に対して強い障害として働いているのに対し,サブブロック粒界はすべり運動に対して障害としてほとんど働いていないということを示している.以上の結果よりラスマルテンサイトの有効結晶粒界はブロック粒界であると結論付けることができた.Fe-23mass%Ni合金を用い,鉄合金マルテンサイト組織内に存在するサブブロック境界のみおよびブロック境界のみを含む幅10μmの片持ち梁試験片を収束イオンビーム加工により作製した.作製したマイクロサイズ試験片の機械的特性をマイクロサイズ機械試験により評価し,マイクロサイズ機械試験後の組織を観察することにより粒界強化機構を組織学的・結晶学的な観点から調べた.得られた結果は以下の通りである.(1)マイクロサイズ機械試験後の試料を走査型電子顕微鏡により観察し,ブロック境界を挟んで活動したすべり系を同定した.観察されたすべり系はブロック境界面とは無関係であり,またブロック境界を挟んで活動したすべり系はお互いに平行に近く,方位差はほとんどなかった.つまり活動したすべり系の方位差が小さいにもかかわらず,ブロック境界はすべり運動に対して強い障害として働いていることが明らかとなった.(2)電子線後方散乱回折図形を用いてマイクロサイズ機械試験後の試料を結晶学的に解析した結果,すべりがブロック境界を伝播することによって局所的に結晶方位が変化することが明らかとなった.これはブロック境界でのひずみの適合性を満足するために結晶方位回転が生じたためであると考えられる.(3)収束イオンビーム加工とイオンミリングを組み合わせることによってマイクロサイズ機械試験後の試料から透過型電子顕微鏡試料を作製する手法を確立した.透過型電子顕微鏡でマイクロサイズ機械後の組織を観察した結果,変形によってラス幅が大きくなることがわかった.
外国人の一時的受け入れ政策と非正規滞在者の強制送還政策の倫理学

日本政府は現在、特定技能の導入など外国人の一時的受け入れ政策を推進している。本研究の目的は移民の倫理学の観点から、一時的受け入れ政策と非正規滞在者の強制送還政策が、いかなる規範的制約に服すべきであり、これらの政策に関してどのような施策が許容/制限されるかを、特に日本に焦点をあてて考察することである。先行研究においては、構造的不正義を看過している、一時的受け入れ政策と強制送還政策とを別々に考察している点で限界がある。本研究はこの限界を、各人の国籍・ジェンダー・人種などに起因する社会的位置の違いに注意を払い、外国人の一時受け入れ政策と強制送還政策の運用上の一体性を考慮することで、克服する。
タンパク質のアレルゲン性と構造安定性との因果関係の解明

申請者は、蛋白質抗原の構造を安定化すると抗原提示細胞内のプロセシング酵素に対する抵抗性が増加し、その結果T細胞を刺激するために必要な抗原ペプチドの産生量が減少することをニワトリリゾチーム(HEL)を用いて明らかにした(So, T. et al., J. Biol. Chem., 1997)。蛋白質抗原が、ヘルパータイプ2T細胞(Th2)を誘導する能力が高く、結果としてIgEが誘導される場合、そのタンパク質はアレルゲンとして働く。申請者は本年度、抗原ペプチドの生成効率が高い不安定なHELが相対的にTh2細胞を誘導しやすく、また変性構造上のエピトープにIgEが誘導されることを報告した(So, T. et al., Immunology, 2001)。以上から、タンパク質の構造安定性がアレルゲン性を規定する因子になる可能性が示唆され、この一般性を検証する目的で、ニワトリ卵白アルブミン(OVA)及びウシ膵臓リポヌクレアーゼA(RNase A)の構造安定性の異なる誘導体を調製し、蛋白質抗原の構造安定性と抗原ペプチド生成量との関係、さらにIgE誘導能との関係について検討した。3種の蛋白質抗原のすべてにおいて、構造の不安定化はカテプシンDやEなどの抗原プロセシング酵素に対する感受性を高め、その結果抗原ペプチドの生成量の増加に結びついた。次に、構造安定性とIgE誘導能との相関を調べたところ、OVA及びRNaseにおいても構造の不安定化がIgE誘導能を増大させる傾向が認められた。以上の結果は、構造安定性の減少によって蛋白質の潜在的なアレルゲン性が増強することを示唆し、蛋白質製剤の設計においてはこのことに留意する必要があると考える。申請者は、蛋白質抗原の構造を安定化すると抗原提示細胞内のプロセシング酵素に対する抵抗性が増加し、その結果T細胞を刺激するために必要な抗原ペプチドの産生量が減少することをニワトリリゾチーム(HEL)を用いて明らかにした(So,T.et al.,J.Biol.Chem.,1997)。これまでの研究から、抗原ペプチドの生成効率が高い不安定なHELが相対的にTh2細胞を誘導しやすく、また変性構造上のエピトープにIgEが誘導されることが判明した。以上から、タンパク質の構造安定性がアレルゲン性を規定する因子になる可能性が示唆され、本研究でその一般性を検討することにした。本年度は、HELに加えて、ニワトリ卵白アルブミン(OVA)及びウシ膵臓リボヌクレアーゼA(RNase A)の構造安定性の異なる誘導体を調製し、蛋白質抗原の構造安定性と抗原ペプチド生成量との関係について検討した。3種の蛋白質抗原のすべてにおいて、構造の不安定化はカテプシンDやEなどの抗原プロセシング酵素に対する感受性を高め、その結果抗原ペプチドの生成量の増加に結びつくことがわかった。したがって、これまでに報告されているような抗原ペプチド領域前後の1次構造に由来する局所構造だけでなく、構造安定性という蛋白質の全体構造に由来する因子が、外来蛋白質のプロセシング及び抗原ペプチドの生成に重要な寄与をしていることを再確認できた。構造安定性とTh2誘導能及び構造安定性とIgE誘導能、以上の2つの関連性については上記の3種の蛋白質抗原を用いて現在検討を進めている。
インテグリンをマーカーとした大腸癌細胞の転移能の評価と転移抑制の実験的試み

1.インテグリンの発現の検索、組織学的所見・臨床所見との対比臨床検体を用いてインテグリンの発現を免疫組織学的方法と分子生物学的方法により検索した。正常大腸組織および大腸癌細胞にはconstitutiveなインテグリンが発現しているほか、その癌の病理組織学的分化度によりインテグリン発現のパターンが異なることを明らかにした。大腸癌細胞のインテグリンの発現と病理組織学的所見および臨床的背景を多因子解析した結果、大腸癌細胞の遠隔転移(主に肝転移)と良く相関したのは癌細胞の脈管浸潤であった。細胞外基質との相関では、血管内皮および基底膜の基質分子、特にラミニンと相互作用するインテグリンの発現が高頻度に認められた。以上の成績により、大腸癌細胞の遠隔転移能を予知する上で、癌細胞に特異的あるいは選択的に発現したインテグリンが臨床的に有用なマーカーになり得る可能性が示唆された。2.合成オリゴペプチドを用いた大腸癌細胞の転移抑制の実験的試み樹立された培養大腸癌細胞株のインテグリンサブユニットの発現を検討したところ、細胞株による相違が見い出され、細胞外基質への接着活性が異なった。各細胞株と細胞外基質とのadhesion assayの結果やマウス転移モデルにおける実験成績から、合成オリゴペプチド、特にサイクリックオリゴペプチドにより癌細胞の転移能を修飾し得る可能性を確認した。今後は、大腸癌細胞のみならず他の消化器癌細胞についても検討し、臨床応用に向け多くの知見を蓄積させたい。
アレルギー免疫疾患モデルマウスを用いた発症要因に関わる遺伝背景の解析

<背景と目的>OX40リガンド(OX40L)は我々が遺伝子単離した免疫分子で、TNFファミリーに属する。最近、抗原提示細胞上のOX40Lなどの機能分子の発現がアレルギーや自己免疫などの発症に関与していることが示唆され、その発症要因としてMHC以外の遺伝素因が注目されている。そこで我々はOX40L遺伝子欠損(KO)マウスおよびOX40Lトランスジェニンク(Tg)マウスを作製し、自己免疫病モデルである実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)に適用し、OX40Lの自己免疫発症への関与を検討した。従来、アレルギー・自己免疫発症の遺伝的背景としてリンパ球機能分子が想定されていたが、本研究では、OX40Lを含む抗原提示細胞機能分子に着目し、自己免疫発症遺伝素因を解明する。<結果・考察>1.抗原提示細胞にOX40Lを過剰に発現したTgマウスでは、EAEが野生型に比し重症化し、一方OX40L欠損マウスではEAEの発症が強く抑えられた。OX40Lが自己免疫発症に直接的に関与することが明らかになった。2.Leishmania Major(LM)はマウスの免疫反応解析に用いられる代表的な寄生虫である。LMは、感染させるマウスの遺伝背景の違い(C57BL/6とBalb/c)により、免疫反応が大きく異なることが知られている。LM耐性マウスであるC57BL/6にOX40Lを過剰発現するとLMに感受性となり、一方LM感受性マウスであるBALB/cでOX40を欠損させるとLM感染に耐性となった。これらの事実は、寄生虫感染アレルギー反応において、OX40Lが特定の遺伝的素因と機能的に関連しつつ疾患発症に重要な機能を有している可能性が示唆された。BALB/cマウスのLM感受性遺伝子は12番染色体上に想定されており、OX40Lのそれ(1番)とは異なる。さらに詳細な解析が必要である。
鹿児島市アクセント・イントネーションの統合化と多様化ーアクセント・イントネーションの方言度認知の点からー

9年度の結果を元に、本年度は以下の研究を実施した。(1)鹿児島の若者のことばに見られる音韻現象を、アクセント面を中心に体系的に整理した。具体的には、家族・友人など親しい人との談話と面接の間で使用される言語特徴に違いがあるのか、あればどのような点が違うのか、など場面差による影響を考慮して、7人分の話者(男性2名、女性5名)の録音資料を各場面につき約20分間文字起しを行い、その発話すべてにアクセントを記入し、特に鹿児島的、共通語的ではないアクセントに注目して、次のように分類した。1)『全国アクセント辞典』掲載の在来アクセントとの型の不一致、2)撥音、長音などのモーラのアクセント的独立、3)在来アクセントと共通語アクセントの混交(ネオ方言型)、4)一般複合法則への違反、5)平板的アクセント。これらの現象は、(a)鹿児島方言の音韻システムの変化へ向かう動き(1)、2))と(b)中間コード形成の動き(3)、5))の二つに分けられるようだ。7名中1人の話者には、全ての語アクセントを「鹿児島的」、「共通語的」、「中間方言的」に分類し、数量的分析を試みた。場面差に関しては、現在項目を整理中のため確実ではないが、特に面接場面の方がネオ方言型、共通語型アクセントが多くなるようだ。1)や2)などのシステムの変化に関わるものは、すべての場面で観察される。(2)上記(1)の結果を元に、当初は中間方言的アクセントの録音テープを聞かせて若年層と中・高年層の被験者の反応を探るための音声アンケート調査を実施する予定だったが、アクセントの付与に膨大な時間がかかり、結局大学生50人の予備調査を終えただけにとどまった。結果は現在整理中である。また、調査の結果をまとめて研究成果報告書を作成する予定だったが、時間不足のため、十分な結果が出るに至らなかった。報告書は来年度作成したいと考えている。鹿児島市方言で進行中と思われる音調面での変化の実態をとらえるために、今年度は以下の二つの調査を行った。以下その概要と進行状況及び結果を記す。調査(1)1)若者ことばのアクセント・イントネーション特徴を確認するために、友人同士の自然談話を収集した。話者は鹿児島市出身の20歳前半の若者で、23人を1グループとして男性15人女性23人のデータを集めた。このうち鹿児島市話者は男性8名、女性13名である。時間は1時間程度。2)自然談話の参加者に1人2030分程度の個人面接を行った。単語表・文章の読み上げと、面接者との10分程度の談話で構成されている。3)この調査は現在も続行中である。この後、高校生数人に同様の調査を予定している。この方法で収集されたデータは現在文字起こしを行っている。調査(2)1)場面差をみるために、家族との会話、友人との会話、目上の人との会話の3場面で自然談話のデータを収集した。話者は大学生と社会人の20代の話者のみである。話者は男性6人、女性6人の12人。調査は完了。2)鹿児島方言の音調面の変化をいくつか発見した。b.無声母音、連母音の後半部などのアクセント単位化c.複合名詞アクセント付与規則の拡張などである。これらの現象は在来方言アクセントでは見られなかったものであり、中間方言「からいも普通語」の音調面での特徴を表すものと考えられる。これらの結果を踏まえ、次年度は録音テープを被験者に聞かせて、(1)若者がどのようなアクセント・イントネーションパターンを方言または共通語と認知するか、(2)鹿児島市方言のアクセント・イントネーションに中間方言形は存在するか、などの点を中心に調査する予定である。ただし、現在のところイントネーション面での特徴を発見するには至っていないので、調査項目に加えることができるかどうか現時点ではわからない。

(2)上記(1)の結果を元に、当初は中間方言的アクセントの録音テープを聞かせて若年層と中・高年層の被験者の反応を探るための音声アンケート調査を実施する予定だったが、アクセントの付与に膨大な時間がかかり、結局大学生50人の予備調査を終えただけにとどまった。結果は現在整理中である。また、調査の結果をまとめて研究成果報告書を作成する予定だったが、時間不足のため、十分な結果が出るに至らなかった。報告書は来年度作成したいと考えている。
臓器特異的な免疫記憶誘導に着目した新たな癌免疫療法の試み

本研究は、皮下接種型腫瘍に対し著効するNKT細胞ワクチンベクター免疫療法に抵抗性を示す難治性転移性肺腫瘍に対し、レジデントメモリーT細胞の誘導環境を利用して有効な腫瘍反応性メモリーT細胞を成立させ、肺の臓器全体の転移制御を行う新規癌免疫療法のモデルを確立する。又、この際に機能する、レジデントメモリー様腫瘍浸潤T細胞の誘導機構を明らかにし、臓器別に制御する免疫療法の開発に応用する。
基礎看護教育課程における患者-学生間距離の変化に関する研究

人間関係の調整には言語による調整以外に,いわゆる非言語的情報伝達が重要であると言われている.この非言語的情報伝達は,(1)表情,(2)視線行動,(3)対人距離,(4)タッチング,(5)姿勢などが代表的なものであり,これらの情報を通じてかなりの程度の交渉が日常的に行われている.この研究では,看護職を目指している学生の入学時から卒業までの対人関係,さらには就職後の対人関係の経過を,実際の対人距離と心理的対人距離,また,理想とする対人距離を測定し分析を行う.同時に病室を想定した実験場面で,対人距離と心拍数や瞬目などの生理的指標を測定し,看護職を目指す学生の対人距離の調整の仕方の経過を分析した.これらの2点をふまえて現場に応用するとともに,基礎看護教育における教育プログラムの開発に必要な知見を得ることを目的とした.調査や実験を行った結果次のことがわかった.(1)基礎実習など初めて患者と接する場合に,3日間ほどで適切な距離のとり方を学んでいくことがわかった.学生が患者との間に取っていた距離と,とりたい距離との差は実習3日目でほとんど一致した.実習の経験が増加すると,自分の思う患者との距離をとることに時間がかからなくなる.(2)3年次での領域別実習において,急性期看護,精神看護実習どちらの実習においても初対面時においては対人認知は対人距離に影響していたが,最終日には影響は見られなかった.また,初対面時より最終日に対人距離は短縮していた.(3)実験では,臥床している人への接近の仕方を見ると,腹部から接近した場合と頭部の近くに接した場合では,頭部から近づいた場合に血流量が低下し,収縮期血圧上昇,心拍数も上昇し緊張している状態が考えられた.人間関係の調整には言語による調整以外に,いわゆる非言語的情報伝達が重要であると言われている.この非言語的情報伝達は,(1)表情,(2)視線行動,(3)対人距離,(4)タッチング,(5)姿勢などが代表的なものであり,これらの情報を通じてかなりの程度の交渉が日常的に行われている.この研究では,看護職を目指している学生の入学時から卒業までの対人関係,さらには就職後の対人関係の経過を,実際の対人距離と心理的対人距離,また,理想とする対人距離を測定し分析を行う.同時に病室を想定した実験場面で,対人距離と心拍数や瞬目などの生理的指標を測定し,看護職を目指す学生の対人距離の調整の仕方の経過を分析した.これらの2点をふまえて現場に応用するとともに,基礎看護教育における教育プログラムの開発に必要な知見を得ることを目的とした.調査や実験を行った結果次のことがわかった.(1)基礎実習など初めて患者と接する場合に,3日間ほどで適切な距離のとり方を学んでいくことがわかった.学生が患者との間に取っていた距離と,とりたい距離との差は実習3日目でほとんど一致した.実習の経験が増加すると,自分の思う患者との距離をとることに時間がかからなくなる.(2)3年次での領域別実習において,急性期看護,精神看護実習どちらの実習においても初対面時においては対人認知は対人距離に影響していたが,最終日には影響は見られなかった.また,初対面時より最終日に対人距離は短縮していた.(3)実験では,臥床している人への接近の仕方を見ると,腹部から接近した場合と頭部の近くに接した場合では,頭部から近づいた場合に血流量が低下し,収縮期血圧上昇,心拍数も上昇し緊張している状態が考えられた.この研究は,看護職を目指している学生の入学時から卒業までの対人関係,さらには就職後の対人関係の経過を,実際の対人距離と心理的対人距離,また,理想とする対人距離を測定し分析を行う.同時に,病室を想定した実験場面で,対人距離と心拍数や瞬目などの生理的指標を測定し,看護職を目指す学生の対人距離の調整の仕方の経過を分析する,これらの2点をふまえて現場に応用するとともに,基礎看護教育における教育プログラムの開発に必要な知見を得ることを目的としている.平成14年度は,学年進行によって患者-学生間の対人距離がどのように変化するかを知るために,平成12年度から調査を進めていた学生の3年次臨地実習での対人距離の調査を1年間実施した.現在データの分析を行っている.また,本学実習室において,臨床での看護場面を想定した環境を整備し,(1)看護場面での患者と学生間の対人距離の変化に伴う生理指標および心理指標の変化を測定する(2)臥床している患者のパーソナルスペースの変化を知ることを目的として,平成15年以降に行う予定である実験の予備実験を行った.今回の実験は主に臥床している患者のパーソナルスペースの変化,看護師がどのような位置で接近し,どのような対面の仕方で患者の空間の領域を侵すことなく看護ケアができるかを検討することに主眼をおき,臥床している対象者の心拍数,瞬目数,呼吸数,血圧,血流量の生理的指標と看護師役のモデルが接近したときの心理指標を測定した.こちらも現在データ分析中である.この研究は,看護職を目指している学生の入学時から卒業までの対人関係,さらには就職後の対人関係の経過を,実際の対人距離と心理的対人距離,また,理想とする対人距離を測定し分析を行う.同時に病室を想定した実験場面で,対人距離と心拍数や瞬目などの生理的指標を測定し,看護職を目指す学生の対人距離の調整の仕方の経過を分析する.これらの2点をふまえて現場に応用するとともに,基礎看護教育における教育プログラムの開発に必要な知見を得ることを目的としている.

平成15年度は,平成14午度に行った予備実験の報告として日本看護科学学会において発表を行った.さらに,この実験の結果を踏まえて,被験者数を増やし実験内容を検討,修正をして本実験を行った.本実験では,接近者の性別,目を合せる・合せないなどの要因を追加した.また予備実験では,測定内容を生理指標として血圧,心拍数,血流量,呼吸回数,瞬目率を測定したが,呼吸回数にはほとんど影響が見られなかったため,今回は呼吸回数をはずして測定を行った.心理指標では,セルフモニタリング尺度・シャイネス尺度を追加し測定を行った.さらに,精神科と急性期病棟での臨地実習において,学生の対人距離の比較に関するデータ収集を行い現在分析中である.平成16年度は,今まで行ってきた調査・実験の学会報告・論文作成に力を入れていく予定である.一つは平成14年度に行った予備実験の結果を投稿し,平成15年に行った本実験の学会発表と論文の投稿を行う予定である.また,臨地実習において測定・比較を行ったデータに関しても学会発表,論文投稿を行う予定である.さらに学生の場合と実際に現場で働いている看護師の比較を行うために,対人距離の測定を行い平成17年度に報告を行う予定である.この研究では,看護職を目指している学生の入学時から卒業までの対人関係,さらには就職後の対人関係の経過を,実際の対人距離と心理的対人距離,また,理想とする対人距離を測定し分析を行う.同時に病室を想定した実験場面で,対人距離と心拍数や瞬目などの生理的指標を測定し,看護職を目指す学生の対人距離の調整の仕方の経過を分析する.これらの2点をふまえて現場に応用するとともに,基礎看護教育における教育プログラムの開発に必要な知見を得ることを目的としている.平成14・15年度は,主に課題に関する実験と調査およびそれに関する学会発表を行ってきた.平成16年度は,平成15年度に行った実験結果を「臥床者と接近者との直視・非直視による生理指標の変化」として日本看護技術学会で発表した.また,平成15年度に精神科病棟と急性期病棟での臨地実習において,学生の対人距離の比較に関するデータ収集・分析を行った結果を「精神看護実習における学生-患者感の対人距離の変化」(東北大学医学部保健学科紀要,13(2),157-164,2004),「急性期の成人看護実習における患者-学生間の対人距離の変化」(東北大学医学部保健学科紀要,14(1),13-20,2005)として発表した.平成17年度は研究の最終年度として,今まで行ってきた調査・実験でまだ論文として報告していない部分の論文作成に力を入れていく予定である,さらに学生の場合と実際に現場で働いている看護師の比較を行うために,対人距離の測定を行い平成17年度中に報告を行う予定である.
単一遺伝子病の分子・細胞生物学的研究、疾患発症の分子機構の解明

1.新しい遺伝子の単離・同定とその変異解析ホロカルボキシラーゼ合成酵素(成沢)、ガラクトセレブロシダーゼ、クラベ病病因酵素(岡田)、フマリルアセト酢酸分解酵素、高チロジン血症I型病因酵素(松田)、betaヒドロキシフェニルピルビン酸酸化酵素、高チロジン血症III型病因酵素(松田)などの遺伝子が世界に先駆けて単離・同定された。ホモカルボキシラーゼ合成酵素欠損症、高チロジン血症I型については変異遺伝子が同定された。また高チロジン血症III型についてはモデル動物でexon 7のスキップが見出された。ムコ多糖体症(折居)のII,IVA,VIIの各型についての責任遺伝子の単離・同定、さらに変異遺伝子の解析が行われた。いずれも世界最初である、IVA型の変異遺伝子の中には日本人、欧米人に共通してdouble gene deletionがあることを見い出した。2.新しい酵素異常症の責任遺伝子の単離・同定極長鎖アシルCoAデヒドロゲナーゼ欠損症を、11例の患者で確認し、さらにその責任遺伝子、変異遺伝子を単離・同定した(橋本)。3.遺伝子治療を目標とした基礎研究Gaucher病、metachromatic leukodystrophyの変異遺伝子解析を日本人患者について行い、それぞれ60%,50%に特定の変異遺伝子が見出された。さらに、マウス骨髄細胞を目標細胞に選びそれぞれの遺伝子(cDNA)をレトロウイルスベクターを用いて遺伝子導入を試み、成功した。4.糖尿病の遺伝子解析ミトコンドリア遺伝子tRNA^<LEU(UUR)>の3243A→Gの変異について、母子共にIDDMの300家系をスクリーニングし、4家系にそれをみつけた。またslowly progressive IDDMの患者27名中3名にも同じ変異遺伝子をみつけた(岡)。NIDDMの患者について、グリコーゲン合成酵素遺伝子多型を解析し、一部の患者で特定の遺伝子多型との間に有意の相関を見出した(北川)。5.トランスジェニックマウスを用いた研究疾患モデル動物の作製に際して、遺伝子の相関組み換え率を高めるため、ベクターの安定性について検討した(島田)、その結果、3′末端部位を修飾することで、その目的を達することができることが判明した。6.哺乳類発生異常の遺伝解析マウスMHCのK領域の近くに胎生致死をおこすt^<w5>変異が存在することも見出し、その変異遺伝子の単離同定を試みた(阿部)。また同定に成功していないが、有力な候補者を見出し研究を続けている。「単一遺伝子病の分子,細胞生物学的研究,疾患発症の分子機構の解明」は以下の如く、いくつかのプロジェクトに分かれて、班員9人、公募研究員18人により行われた。1.単一遺伝子病の変異遺伝子の解析:対象となった疾患、ないし酵素は、Gancher病,グルコキナーゼ欠損症,クラベ病,Denys-Drash症候群,メチルマロン酸血症,フェニルケトン尿症,オルニチントランスカルバミラーゼ欠損症,メープルシロップ尿症,インスリン受容体,GP_1結合膜蛋白の1つであるHR20,ホスフォフルクトキナーゼ,チロシナーゼ,プロテインS,βガラクトシダーゼ,Tay Sachs病,NADHシトクロームb還元酵素,Pit-1欠損症について解析が行われた。特にグルコキナーゼ欠損症は糖尿病の病因の1つとして注目されているし、Pit-1(下垂体特異的転写因子)欠損症は現在知られている唯一の転写因子の遺伝病である。2.モデルマウスの作成及びこれを用いた解析遺伝子相同組み換えを用いた遺伝子病モデルマウスが家族性アミロイドニューロパシィ,色素性乾皮症について作成され、それぞれを用いた病態解析による臨床研究では得られない貴重な結果を得た。3.細胞小器官異常症の分子病理:ミトコンドリヤ病,ペリオキシゾーム病についてそれぞれ新しい変異が見出され、さらに細胞生物学の手法を用いた病態の解明がなされた。4.遺伝子導入とそれを用いた変異遺伝子の発症制御遺伝子導入についてリボゾームを用いた新しい手法が開発され、今後これを用いた目的臓器への遺伝子導入が期待される。動物実験ではGunnラットや正常ラットへそれぞれUDP-グルクロニルトランスフェラーゼ遺伝子,ジストロフィン遺伝子が導入され発現研究が行われている。

さらに、マウス骨髄細胞を目標細胞に選びそれぞれの遺伝子(cDNA)をレトロウイルスベクターを用いて遺伝子導入を試み、成功した。4.糖尿病の遺伝子解析ミトコンドリア遺伝子tRNA^<LEU(UUR)>の3243A→Gの変異について、母子共にIDDMの300家系をスクリーニングし、4家系にそれをみつけた。またslowly progressive IDDMの患者27名中3名にも同じ変異遺伝子をみつけた(岡)。NIDDMの患者について、グリコーゲン合成酵素遺伝子多型を解析し、一部の患者で特定の遺伝子多型との間に有意の相関を見出した(北川)。5.トランスジェニックマウスを用いた研究疾患モデル動物の作製に際して、遺伝子の相関組み換え率を高めるため、ベクターの安定性について検討した(島田)、その結果、3′末端部位を修飾することで、その目的を達することができることが判明した。6.哺乳類発生異常の遺伝解析マウスMHCのK領域の近くに胎生致死をおこすt^<w5>変異が存在することも見出し、その変異遺伝子の単離同定を試みた(阿部)。また同定に成功していないが、有力な候補者を見出し研究を続けている。
集材機機能併有林業用トラクタの設計論的研究

本研究は、集運材用車両における木寄せ性能の向上をねらいとして、架線集材機能を集運材車両に併有させるために必要な設計論的基礎研究である。59・60年度において、車両に要求される性能条件の調査結果から主要構造部の様式と仕様を決定し、さらに、模型試験機による性能試験を行い設計評価を行った。最終年度である本年度は、これまでの研究結果をもとにして、本設計対象車両の主要部である集材機械能部の設計を行った。得られた結果の概要は以下のとおりである。1)集材機機能部の主要部分であるダブルドラムウィンチの基本設計を行った。間伐材(最大300kg)の木寄せ装置としては、ドラムのロープ巻込容量が8mm直径ワイヤロープを200m(ドラム寸法Di=160mm,Bd=300mm,Df=330mm)、最大けん引力890kg、平均索速度1m/sが要求され、これに要する動力として6.7PSが必要である。これに対して、主伐材(最大600kg)の木寄せ装置としては、ドラムのロープ巻込所要量が12mm直径ワイヤロープを200m(ドラム寸法Di=240mm,Bd=300mm,Df=470mm),最大けん引力1,740kg,平均索速度1m/sの能力が要求され、これに要する動力としては13.3PSが必要である。2)本車両に採用されるランニングスカイライン索張りシステムにおいて材の安定した鼻上げ集材を行うためには、Vベルト式無段変速機を応用したインターロック機構が有効であることが確かめられた。インターロック装置の所要変速比および変速機の動力容量とては、間伐用ウインチで1:1.95,15PS,また主伐用ウインチで1:1.85,30PSが必要である。3)元柱または向柱の役目をはたす車両装着のタワー装置,ランニングスカイライン索張りシステム専用の搬器・フック・先柱用ブロックなどの器材の設計問題の検討が今後に残された。
情報デザインの力を高める国語科表現指導の授業プログラム開発と評価

「情報デザイン」とは発信者が自分のメッセージを受け手に的確に伝えるために、テキストを加工したり組み合わせたりして表現する課題解決のプロセスをさす。本研究では「情報デザイン」の鍵となる、読者層に応じて様々なメディアを組み合わせ、表現を工夫する力を高めるためにはどのような支援が有効か、授業を通して明らかにしていくことを目的に取り組んだ。研究の手順は、文献研究により情報デザインの理論を構築し、その理論をもとにして実地で授業実践をし、実践したカリキュラムの効果を検証するという流れで行った。授業実践では、教科書の説明文を情報デザインの視点で分析し、その分析結果をもとにして自分で説明文を書いてみる学習、また、他の説明文では、もとのテキストを写真、図表、見出し等を組み合わせた新聞の紙面デザインを参考に再構成する学習に取り組んだ。さらに、このような書き換えの手法による学習だけでなく、広告表現で用いられる情報デザインの手法を学ぶために、校外学習で取材した内容を写真と記事を組み合わせてポスターを作る学習や、自分が推薦する本を広告(ポップ・オビ)で戦略的に表現する学習にも取り組んだ。これらの授業実践から見えてきたことは二つある。一つは、どのようなメディアを選んで発信するかという、メディアを選択する余地があると、より情報デザインの意識も高まるということである。学習者は与えられたメディアの中で表現するよりも、様々なメディアの中から主体的に選択し、組み合わせる中で情報デザインの力が高まっていく。もう一つは、情報デザインの学習方法として、メディアを書き換える活動は有効な手法になり得るという点である。あるメディアから別のメディアへと書き換える活動を通して、両者のメディアの特性を観察し、それになじんでいくという効果があることが実践から示唆された。
翼端渦キャビテーションによって誘起される船尾変動圧力の理論計算法に関する研究

本研究ではパネル法を応用した翼端渦キャビテーションの計算、及び船尾変動圧力計算法を開発し、既に開発済みのシートキャビテーション計算法と組み合わせることにより、プロペラキャビテーションによって誘起される船尾変動圧力の実用的推定法を構築する。また、開発した計算法で用いる渦核半径推定式の精度向上のため、スキュー付プロペラ翼を模した、後退角付直進翼模型を製作し、翼端渦周りの流場をPIVシステムにより詳細に計測することで、後退角と渦核半径の関係を調査した。適用範囲に限度があると考えられているパネル法について、前例のない応用問題に取り組んだことも、本研究の学術的成果として挙げられる。1.翼端渦集合モデルの開発:本研究で用いているプロペラ性能計算法(パネル法)では、従来、翼端に配置された1本の自由渦を翼端渦として取り扱ってきた。昨年開発した翼端渦モデルもこの自由渦がベースとなる。しかし、この場合、パネルの分割方法など、数値計算上の取扱いで渦強さが異なり、不都合が生じるため、翼端近傍の自由渦を集合させ、1本の翼端渦として取り扱う新しい方法を考案した。これにより、翼端渦キャビテーションの大きさが適切なものとなった。2.翼端渦キャビテーション計算法の開発:昨年度、翼端渦強さのみで翼端渦キャビテーションの大きさ(円筒キャビテーション半径)が決まるモデルを開発したものの、変動圧力の計算にはほとんど影響しないことが判明した。原因は計算のモデル化上、キャビテーションが実際の現象と異なり、安定しており、体積変動がほとんどないためであった。そこで、プロペラ後流の圧力場もキャビテーション半径の変化に反映させる動的モデルを開発した。この方法により翼端渦キャビテーションによる変動圧力成分が得られた。3.プロペラキャビテーション計算法の開発:2による翼端渦キャビテーションモデルをシートキャビテーションモデルに組み込み、同時に計算を行う方法を開発した。ただし、翼端渦キャビテーション半径の変化はシートキャビテーションの計算とは別に予備計算としてあらかじめ行い、シートキャビテーションの計算では翼端渦キャビテーション半径の変化は既知として扱った。これにより、計算は安定性と計算時間の両面で実用的な手法となった。4.船尾変動圧力計算法の開発:3によるキャビテーション状態のプロペラを、船体船尾に配置した船尾変動圧力計算モデルを開発した。シートキャビテーションのみの方法に比べ、変動圧力振幅等に違いが見られた。1.翼端渦モデルの構築翼端渦の挙動を解明するため、プロペラ翼から放出された後流渦の位置が変化していく様子を安定的に算出する手法を構築した。後流渦面の変形を表現するには後流渦面における流場を正しく計算する必要があるが容易ではない。そこで、計算点と渦が近接する場合のみ、ポテンシャル渦をランキン渦として取扱い、計算点が渦糸上にあっても特異性が生じず、安定した計算が可能となるシミュレーション手法を開発した。これにより、翼端渦のロールアップ現象がリアルに表現できるに至った。なお、ここで開発した後流渦変形の計算法は付加物付プロペラ等の複雑な問題にも適用し、成果を得ている。2.渦核モデルの構築ポテンシャル渦では渦糸上で流速が無限大となるため、理論上必ずキャビテーションが発生するが、実際は渦核内部で有限な負圧を有するため、キャビテーションが発生するとは限らない。そこで、渦核半径を求める手法、渦核内部の圧力を表現する手法について公表されている文献等を参考にその開発に取り組んだ。具体的にはSzantry(2006)の方法を採用し、本計算プログラムにその手法を組み込んだ。これにより、仮定値を用いて簡易的に翼端渦キャビテーションをシミュレーションする方法が構築できた。3.シートキャビテーション計算法の改良安定性と計算時間の両面で実用的なシミュレーション法を実現するため、シートキャビテーションの計算法についても改良に取り組んだ。プロペラ翼のうち、計算対象として着目する1翼(Key blade)以外の翼には揚力面理論を適用し、Key bladeの計算精度を落とすことなく、計算時間の大幅な短縮が実現した。これにより、今後、翼端渦キャビテーションのシミュレーション法を開発するための作業効率が飛躍的に向上した。最終年度(平成26年度)成果1.翼端渦キャビテーションによって誘起される船尾変動圧力の理論計算法の開発:前年度までに開発した理論計算法では、船尾変動圧力のうち、本研究が目標とする翼端渦キャビテーションによって誘起される成分が過小に評価されていた。その原因の一つは、船尾変動圧力の計算において、翼端部に生じる局所的なスーパーキャビテーションが重要であるにもかかわらず、これがモデル化されていないためであった。本年度は、翼端渦キャビテーションに加え、翼端部のスーパーキャビテーション計算法をも開発し、さらに、プロペラ後流渦変形モデルも理論計算法に組み込んだ。その結果、推定精度が大幅に向上した。2.直進楕円翼の後流場

計測:直進翼に与えた後退角とその翼端渦形成の関係を調査するため、直進楕円翼、及びこれと後退角が異なる直進翼を3種類製作し、翼端後流のPIV(粒子画像流速測定法)による流場計測を行った。後退角が大きくなるほど翼端渦の渦核域(渦核半径)が大きくなるというデータが得られ、1の理論計算法における渦核半径推定の簡易式に反映させた。本研究の成果本研究で開発した、キャビテーションによって誘起される船尾変動圧力計算法は、ポテンシャル理論の範疇であるパネル法に基づく手法であるため、CFD等の他の数値計算法に比べ計算時間が短い。それにもかかわらず、高次成分まで含めて妥当な結果が得られる実用的手法となった。高効率プロペラ開発において、船尾変動圧力の問題は避けられないが、開発したツールにより、プロペラ設計段階でその特性を精度良く捉えることが可能となった。また、適用範囲に限度があると考えられるパネル法について、前例のない応用問題に取り組み、成果が得られたこと自体、本研究の大きな学術的成果として挙げられる。船舶推進性能シミュレーション法開発に関しては、最終年度実施予定の内容を含めてほぼ予定どおり開発できており、当初の計画以上に進展しているが、昨年度実施予定の実験である翼端渦まわりの流場計測は次年度(今年度)実施する。延期した理由は、本研究室回流水槽における新しい設備としてPIV(粒子画像流速測定法)システムが導入されることが決まっており、より高精度なデータを得るには新システムの下で行った方が有益なデータが得られると判断したためである。また、当初計画の5孔ピトー管では本研究に必要な精度で計測することが難しいことが実験の詳細計画で判明した。計算と実験の両方の達成度から上記の達成度とする。研究代表者の海外長期派遣と本学実験設備の都合により、当該年度の計画のうち、実験(直進楕円翼の後流場計測)は実施しておらず、翌年度に実施することとなった。しかし、本研究の主目的であるシミュレーション手法の構築に関しては、翌年度実施計画の内容まで踏み込み、それなりの成果を得ているため、上記の達成度とする。今年度は3次元翼の翼端渦まわりの流場計測を行い、翼端形状の特性により翼端渦の集合、強さがどのように変わるかを観察し、プロペラ翼端渦集合モデルの改良に反映させる。また、プロペラ変動圧力に関する公表データの収集に努め、シミュレーション法の妥当性について検証を行うと共に、国内外の学会等でこれまでの成果を発表する予定である。当該年度に実施できなかった実験を速やかに行い、すでに達成したシミュレーション法について検証を行う。また、引き続き研究の目的を達成するためのシミュレーション法の構築に取り組む。主要な目標は以下の2つである。1.ロールアップにより集合した翼端渦を1本の渦として扱う翼端渦表現法の構築2.翼端渦の渦核半径を決定するための境界層厚さ推定法の構築3.翼端渦キャビテーションが取り巻く圧力場の変化によって発達、収縮する動的挙動のシミュレーション法の構築