hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重症心身障害児の能動的活動を引きだす施設療養空間のあり方に関する研究

本年度の研究は、重度障がい児の能動的活動の基盤となるポスチュアに着目し、抗重力姿勢であることとポスチュアの転換があることが重度障がい児の身体機能の安定と活動性を向上させるという理学療法の知見に基づき、これによって生活行為の展開が豊かになるという仮説を立て、医療型障害児入所施設における空間要素とポスチュアとの関係性について調査・分析をおこなった。より具体的には、障がい児のポスチュアと運動機能面のADL、床材と空間構成、座臥具との関連性を明らかにすることを目的とし、旧法肢体不自由児施設(K施設とR施設)の建替え前と建替え後の計4つの施設空間を調査対象施設空間に、入所児童の日中生活の行動観察調査をおこなった。分析と考察の結果、以下の点が明らかになった。1.ADLの低い児童には臥位が多くみられるが、姿勢保持ができる程度のADLを有している児童は平座位が約25%程度みられた。すべてのADLで50%ほど取られる車イス上椅坐位とと共に、平座位は重度障がい児にとって配慮を要する重要なポスチュアである。2.カーペット敷などの床座的空間が十分な広さをもつ施設空間では臥位・平座位ともにカーペット上で多く展開されるが、床座的空間が狭小な生活空間ではこれらのポスチュアはベッド上の展開へ強く偏る。3.床座的空間が共用部分に十分な広さでしつらえられている施設空間では臥位や平座位も共用部分で展開するが、十分でない場合、臥位・平座位は居室で展開され、ポスチュアの転換には空間移動を伴なう様相が見られた。4.作業イスや休息イスは児童に異なる椅坐位を提供する機会となり、イス座的空間におけるポスチュアの多様性に貢献することができる。今後はポスチュアと活動内容、および他者との関わりなどとの関連性を分析し、論文作成をおこなう。調査対象施設のR施設において、居室の割り当ての大幅変更がおこなわれた。施設環境での行動を環境行動学的見地から解明するためには、個人領域形成の時間的発展と生活展開との連関を解明したいのであるが、割り当て変更によって居室移動がおこなわれたことで、個人領域形成への時間的発展がバラケてしまった。このため、調査のやり直しを余儀なくされ、現在、調整中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。R施設の調査をおこなうとともに、他の医療型障害児施設の調査を行う予定である。具体的には、医療型障害児施設の中でも重症心身障害児施設を対象とし、先駆的な空間構成を持つふたつの施設(B施設とW施設)においてH23年度と同様の調査を予定している。これにより、医療型障害児施設の2つのタイプ、肢体不自由児施設と重症心身障害児施設の特徴と連関した施設空間分析が可能となり、今後の医療型障害児施設の空間づくりの重要な知見を提示できると考えている。
リビングラジカル重合における高制御能をもつニトロキシドの開発

リビングラジカル重合に対すて優れた重合制御能をもつニトロキシドの開発を目的として、かさ高い置換基をもつ2,6-disupirohexylpiperidinyl-N/oxyl(1)および2-spiroheptylpiperidinyl-N-oxyl(2)を合成し、これらを媒体とするスチレン(St)の重合について検討した。ニトロキシドを媒体とするStのリビングラジカル重合は、これまで、120°C以上の高温で行われてきたが、本研究では70-90°Cとこれまでより遙かに低い温度で重合させ、1.3以下の多分散度をもつpoly(St)を得ることに成功した。また、1および2を媒体としてStとアクリル酸ブチル、Stとメタクリル酸メチルとのrandom共重合を80°Cで行い、Stの仕込みモル比が0.30以上であれば、良く制御されたrandom共重合体を与えることを見いだした。以上より、1および2はTEMPOよりも遙かに優れたりビングラジカル重合の媒体になることを示した。また、1および2の優れた重合制御能を明らかにするために、1および2から誘導されるalkoxyamineの解離に対する頻度因子および活性化エネルギーを決定し、TEMPOのそれらと比較した結果、1および2の立体効果は解離に対する活性化エネルギーの低下に寄与していることを明らかにした。さらに、リビングラジカル重合の開始剤となるalkoxyamineに種々の官能基を導入することに成功し、これらを用いて6つのalkoxyamine部位をもつデンドリマーやbutyllithium部位をもつalkoxyamineを合成し、これらを開始剤に、良く制御された6-armスターポリマーやpoly(siloxane)-b-poly(St)およびpoly(norbornene)-b-poly(St)の合成に成功した。安定ニトロキシドラジカルを媒体とするビニルモノマーのリビングラジカル重合は、生成ポリマーの分子量や多分散度を容易に制御できることより、高分子化学分野および高分子工業界で注目されている。しかし、TEMPO等既知のニトロキシドを用いたスチレンのリビングラジカル重合では、100°C以上の高温で重合させることが必要であり、また、適応可能なモノマーがスチレンおよびスチレン誘導体に限られている。本研究では、これらの問題点を解決するために、種々のニトロキシドの重合制御能を検討した結果、スピロ環をもつ安定ニトロキシドラジカル(1)がTEMPO等と比較して優れた重合規制能をもつことを見いだした。1を用いた場合、70-90°Cでスチレンのリビングラジカル重合が達成でき、多分散度1.2以下のポリスチレンが得られた。また、重合系に重合開始剤を適量添加することによって、リビング性を保持しながら重合速度を最大11倍加速させることに成功した。さらに、1を用いてアクリル酸ブチルの重合制御能を検討した結果、重合率20%まで重合がリビング的に進行し、また、重合系にジクミルペルオキシドを適量添加することによって、重合率50%まで重合をリビング的に進行させることに成功した。以上の結果をもとに、低多分散性のスチレンーアクリル酸ブチルのブロック共重合体を合成を試みた。まず、1を用いてスチレンをリビングラジカル重合させ、次に、得られたマクロ開始剤を用いてアクリル酸ブチルのリビングラジカル重合を行った結果、多分散度1.4のブロック共重合体が得られた。平成12年度において、6員環ジスピロおよび7員環モノスピロ構造をもつニトロキシドをmediatorとするスチレンの重合を検討し、70-90°Cの温度範囲でもリビング的に重合が進行することを明らかにした。本年度は、新たに6員環モノスピロおよび5員環モノスピロ構造をもつニトロキシドを合成し、スチレンの80および100°Cにおける重合の制御能を検討した。その結果、ニトロキシドの重合制御能は5員環モノスピロ構造<

TEMPO<6員環モノスピロ構造<7員環モノスピロ構造<6員環ジスピロ構造の順に優れていることを明らかにした。また、相当するアルコキシアミンを合成し、それらのニトロキシドとα-フェネチルラジカルへの解離平衡定数(K)を求めた結果、Kは5員環モノスピロ構造<TEMPO<6員環モノスピロ構造<7員環モノスピロ構造<6員環ジスピロ構造の順に増加し、また、アルコキシアミンの解離に対する速度定数を70,80および90°Cで求めた結果、いずれの温度においても、解離の速度定数は解離平衡定数に対する順序と同じであり、以上のことより、N-O・の周りの立体障害が大きなニトロキシドほど重合制御能が大きいと結論した。次に、官能基をもつアルコキシアミンを合成し、これを原料に1分子中に3つあるいは6つのアルコキシアミンをもつ化合物を合成した。これを開始剤として、スチレンのリビングラジカル重合を行い、多分散度の小さいthree-armおよびsix-armスターポリマーの合成に成功した。また、官能性アルコキシアミンを合成し、ノルボルネンの開環メタセシス重合とスチレンのリビングラジカル重合の組み合わせによりポリ(ノルボルネン-スチレン)ブロック共重合体を、ヘキサメチルシクロトリシロキサンのアニオン重合とスチレンのリビングラジカル重合との組み合わせによりポリ(ジメチルシロキサン-スチレン)ブロック共重合体の合成に成功した。
網羅的プロオーム及びトランスクリプトーム解析による成長と早死に関する研究

GH遺伝子組み換えサケの脳下垂体においてはGHの発現だけでなく、翻訳関連タンパク質は減少する。一方でアポトーシス関連タンパク質の発現は増大した。またGH遺伝子組み換えサケ脳下垂体で発現変動していたタンパク質は機能ネットワークを形成し、転写・翻訳や細胞増殖機構などに関与していることが推定された。MTlBのようなconstitutiveなプロモーターでGHを発現させると脳下垂体は機能を失う方向で退化していくことが明らかになった。脳下垂体で特異的に遺伝子発現を誘導しているプロモーター(GH遺伝子プロモーター)を使っても形質転換体は大きくならないことと上記の結果から、形質転換体の肥大は脳下垂体による制御システムと直接関係していないことが推察された。脳下垂体が退化(機能低下)を起こしてしまうと、GH以外の下垂体ホルモンの分泌も正常に行われなくなることから、代謝や免疫系を始めとした下垂体ホルモンによる恒常性維持機構や生殖系に異常が起き、それがGH遺伝子組み換え個体の異常な表現型と関連していることが推察された。本実験ではサブトラクションとマイクロアレーの結果、GH遺伝子組み換えアマゴの脳下垂体において、代謝やホルモン関連遺伝子が大きく変化していることが先ずは遺伝子のサブトラクションで明らかになった。しかし、これらの遺伝子が乗ったマイクロアレーを行った結果、サブトラクションの結果は大体においては反映しているものの、そのいくつかにおいてはサブトラクションの結果ほど変化していないものも見受けられた。GH遺伝子組み換えにより全体的に遺伝子発現は抑制される傾向が見られた。また、腸のサブトラクションとマイクロアレーの、結果ではF2,F3全ての固体である特定の遺伝子が抑制と促進していることが判った。しかし、この腸組織においてもサブトラクションで一番変化が強いことが予測された遺伝子がアレー解析の結果それ程変化していないことが明らかになった。ただ、脳下垂体同様、サブトラクションのデーターは腸においても明確な傾向を示していた。今回の解析において、脳下垂体と腸から得られた遺伝子全てを同一のチップに乗せてアレー解析を行った。本来の目標は脳下垂体と腸は外胚葉由来のため役割は異なるが同一の遺伝子を発現していることが知られている。そのため、このGH遺伝子組み換えにより、脳腸において共通遺伝子の変化を探ったが特別顕著な変化を今のところ得ていない。プロテオーム関連の研究(平野、森担当)1.DIGEによる解析。成長段階(幼魚、中型、成熟直前)に応じて遺伝子組み換え体とそのコントロールより腸、肝臓、脳下垂体を取り出し、液体窒素に入れて固定する。固定後、組織を破砕し、蛋白質を分離し一定量の蛋白質に対し蛍光色素を結合させDIGEを行う。2.蛋白質の同定。DIGEの結果、微量に変化した蛋白スポットをゲルより切り抜き、ESI-QTOFMSMSなどにかけて蛋白質の質量分析データーよりその蛋白の同定を行う予定である。その結果、腸に関しては新規なタンパクが多く同定には至らなかった。肝臓に関しては明確な違いが得られ現在、論文作成中である。トランスクリプトーム関連の研究(森担当)昨年度までにサブトラクションとアレー解析により脳下垂体、肝臓、腸などでどのような遺伝子の発現が見られるのかが明らかになってきた。しかし、Cy3とCy5のスワップを行った時にCyの蛍光強度の差によりデーターの一部に矛盾が生じたため今年度は再度データーの解析を行うことを目的とした。その結果、肝臓では良好な結果を得ることが出来たため、General Comparative Endocrinology,151,42-54(2007).に論文を投稿した。昨年度は肝臓におけるトランスクリプトームとプロテオーム解析の両方がほぼ終了した。また、脳下垂体を用いたトランスクリプトーム解析もほぼ終了したため、昨年度は脳下垂体のプロテオーム解析を中心に実験を展開した。方法:(1)脳下垂体の培養:GH遺伝子組み換えアマゴを雌性発生させ、GH完全ホモ個体とヘテロ個体を作成した。これらの個体から脳下垂体をホールで取り出し、そのまま培養液中で2日間プレインキュベーションし、更に2日間培養した。コントロールから取り出した脳下垂体はさらに2群に分け、1つにはGHを50μg/3mlの割合で添加した後2日間培養した。(2)上記4群に関して培養終了後、脳下垂体を取り出し、液体窒素中で破砕してトータルタンパクを取り出す。

(3)タンパク質は微量なため、定量的MS解析であるiTRAKにかけて脳下垂体での発現蛋白の同定と定量を行った。その結果:網羅的変化パターンはGH遺伝組み換えアマゴの脳下垂体とコントロールアマゴの脳下垂体と同様な変化パターンを示した。特に脳下垂体体内のホルモン系の変化パターンは脳下垂体をホールで培養した場合でもマイクロアレーと同様な変化パターンを示した。これまでの実験結果を論文にまとめることを第一の目標とし、次に一部実験の結果の穴を補足する研究を行うことが昨年度の研究目標であった。先ずは今まで行ってきた、DIGEとiTRAQを用いて解析してきたGH遺伝子組み換えアマゴの肝臓、血液、脳下垂体のタンパク質の網羅的解析の結果を論文にして現在投稿中である。また、今までの、解析結果からGH遺伝子組み換えアマゴでは脂質代謝が大きく変わることがマイクロアレーやDIGEとiTRAQを用いたタンパク解析の結果から判っているため、昨年の5月と10月に遺伝子組み換えアマゴのHomo, Hetero, Controlの肝臓と筋肉を取り出し、これに含まれる脂肪組成の解析を行った。方法は各群のそれぞれの組織を5検体取出し、メチルエステル化した脂肪酸を15%-BF3メタノール溶液で抽出した。次に、この肪酸はガスクロマトグラフィーにより分離、分析した。その結果、GH遺伝子組み換えアマゴの肝臓、筋肉のどちらとも脂肪酸組成がコントロールと較べると大きく異なることが判明した。また、今までの実験の中で遺伝子組み換えアマゴのHomo, Hetero, Controlの血清中の実際のGH濃度などの測定を行っていなかったため、今回、ラジオイムノアッセイによりGH, IGF濃度の測定を行った。その結果、GH遺伝子組み換えにより血清GHとIGFI濃度は有意(p<0.05)に増加していることが判った。
シミュレーションベースのアニメ制作支援ツールの包括的構築

アニメ制作支援ツールの包括的構築を目的とし、大きく、以下の2点について成果を挙げている。I.樹木および草を中心とする背景要素に関する実時間シミュレータのアニメ制作支援ツールへの展開。すでに研究代表者らが開発している樹木同士の微妙な影響を表現しうる「物理シミュレーションに基づく風に揺れる樹木のリアルタイムシミュレータ」をアニメ制作者が使いこなせるようにするために様々な改良を加えた。具体的には、以下のような項目が実績として挙げられる。(1)PCクラスタを用いた分散レンダリングシステムの開発。100本を超える樹木を含む大規模森林シミュレーションの実現。(2)風の時間及び空間変化を簡便に入力・制御できる手書き入力インターフェースの開発。(3)風及び樹木の剛性の変更による樹木の動きの変化をリアルタイムに確認・修正できる風の可視化システムの開発。(4)葉の法線ベクトルを球体に近似させる手法に基づいた任意の作風を表現可能なアニメ調のレンダリング技法の開発。静止状態での「任意の作風の再現」を行うだけで、作風を維持したままアニメーションの生成が可能。II.容易なキャラクタ作成システムの開発。具体的には、以下の項目が挙げられる。GFFD(独自の空間変形手法)に基づく個人の顔形状の復元、筋束に基づく筋肉モデリングなど。1年目は、樹木および草を中心とする背景要素に関する実時間シミュレータのアニメ制作支援ツールヘの絞り込みを中心に研究開発を行った。研究協力者とのこれまでの協力関係をさらに深め、先行して実用化を目指してきた、背景の中心要素である、樹木および草が風に揺れる様子のアニメ制作支援について、現場のCG制作者との密な情報交換を行い、互いのシーズとニーズの把握を十分に行い、それを技術開発にフィードバックする体制を整えた。(1)PCクラスタを用いた分散レンダリングシステムを開発し、100本を超える樹木を含む大規模森林シミュレーションを実現した。(2)風の時間及び空間変化を簡便に入力、制御可能な手書き入力インターフェースを開発した。(3)風の入力及び樹木の剛性の変更による動きの変化をリアルタイムに確認・修正することのできるシステムを開発した。(4)アニメにおける任意の作風を再現するために、手書きによる樹木の陰影付け技法の分析を行い葉の法線ベクトルを球体に近似させる手法に基づく、アニメ調のレンダリング技法を開発した。(5)制作者のアニメーション編集作業を支援するために、樹木周囲を流れる風の可視化を行った。(6)樹木形状の生成に関して、葉の密度バランス、向日性、親子間のバランス等を考慮することで生成形状の改善を行った。本年度は、以下の2点について成果を挙げている。I.昨年度に引き続き、樹木および草を中心とする背景要素に関するアニメ制作支援ツールの開発を行った。具体的には、以下のような項目それぞれについて、完成度を高めた。(3)風の入力及び樹木の剛性の変更による樹木の動きの変化をリアルタイムに確認・修正できる風の可視化システムの開発。II.新たに、容易なキャラクタ作成システムの開発を行った。
可能性としての歴史叙述-「原爆体験」を基軸に-

歴史叙述は,歴史学と歴史教育の両者を貫く基層として位置づけられ,生命と生活を脅かされた人びとの〈経験〉を課題として受けとめるものとしてあった。被爆者の戦後史(「原爆体験」)には,生命と生活の危険にさらされながら生きるという,普遍的な〈生〉のかたちがある。それゆえにこそ,懸命に生きようとする姿は,絶望のなかに〈生〉を蘇生させるのであり,その〈経験〉と応答することによって,私たち自身の〈生〉をも励ましていく。過去を生きる他者の「経験のリアリティ」が現在を生きる私たちの「生きるかたち」に及ぼしうるもの,いわば,歴史における他者と応答することによって発見される当事者性というものに歴史叙述の一つの可能性の中心がある。本研究は、「原爆体験」を基軸に据えて、歴史叙述の新たな可能性を開こうとするものである。そのために、まず、広島・長崎の被爆者はもとより、韓国在住の在外被爆者を含めた「原爆体験」を実際に聞き取り、それをもとに、その後の生活史にも留意しながら、歴史叙述を試みる。それは、数に還元されてしまうような統計的な方法としてではなく,一人一人の固有な経験から被爆者の戦後史を描こうとするものである。そこで、今年度は、まず、被爆者の声を記録する会、被爆教師、ジャーナリストなどから聞き取りの実施と資料の収集をおこなった。そこでは、自らが被爆体験を語るだけではなく、それを後生に残す(音声として、童話として、教育として、報道として)ことの意味と意義が、戦後の生活史のなかから浮かび上がってきた。在外被爆者(もしくは、在日韓国・朝鮮人被爆者)への聞き取りも、そうした点に留意しながら、引き続き追求していきたい。また、固有な体験を歴史叙述に反映させるための理論的・方法的な側面に関しては、まず、昭和史論争を検討するなかで、人間を描くことの意味とその方法について言及した(「大門正克編『昭和史論争を問う-歴史を叙述することの可能性-』によせて」『年報日本現代史』第12号)。さらに、歴史叙述を歴史研究と歴史教育の交差する領域に位置づけることで、理論的な整理をおこない、歴史研究者だけが歴史叙述を占有するようなものではなく、「人間の尊厳を確かめようとする学問」すべてが歴史像形成の課題を負っていることを提示した。その成果は、平成19年度科学研究費補助金(研究成果公開促進費)の内定をうけ、『歴史学と歴史教育の構図』(東京大学出版会、2007年)として出版予定である。こうした到達点を踏まえて、次年度以降は、「原爆体験」についての具体的な歴史叙述を追求したい。そのために、広島・長崎の被爆者、及び韓国在住の在外被爆者を含めた「原爆体験」を実際に聞き取り、それをもとに歴史叙述を試みることを目的としている。そこで、本年度は、昨年に引き続き、被爆者の声を精力的に収集しているジャーナリスト、及び在韓被爆者、そして、それを支援する研究者に実際に聞き取りをおこなった。特に、在韓被爆者の方からの聞き取りでは、被爆直後の体験を聞き取ることの「難しさ」が改めて焦点化され、「聞き取り」ということ自体の方法的反省にまで射程が及ぶものであった。なお、子どもたちの空間認識を聞き取ることから、「聞き取り」という質的研究方法にアプローチした(「子どもの空間認識と地図学習について-学習者から『聞き取る』という試み-」『中等社会科教育研究』第26号)。また、歴史叙述の理論的な側面については、歴史研究と歴史教育の交差する領域に位置づけて整理をおこなうとともに、現在を生きる私たちにとって欠くことのできない「経験」として「原爆体験」を意味づけ、それを課題として受けとめるような歴史叙述を展望した(『歴史学と歴史教育の構図』東京大学出版会、2008年)。本研究は,「原爆体験」を基軸に据えて,歴史叙述の新たな可能性を開こうとするものである。そのために,広島・長崎の被爆者,及び韓国在住の在外被爆者を含めた「原爆体験」を聞き取り,歴史叙述を果たそうとするものである。本年度は,平成18年度から進めている「聞き取り」のまとめにはいって,音声資料の整理やトランスクリプトされたテキスト作成などをおこなった。同時に,被爆者のライフ・ヒストリーを軸にしながら,歴史叙述としての「作品化」をおこなっている。また,在韓被爆者の体験を「日本史」一国史の枠のなかで位置づけるのではなく,「東アジア」の枠組みのなかで位置づけて叙述する必要から,これまでの日本と韓国の「歴史共通教材」作成の意義と,そうしたく対話>から生まれた歴史叙述の可能性と問題性を検討した。

それは,同時に,「東アジア史」の可能性を理論的に整理して位置づけることでもあった(「『東アジア史』で考える-歴史教育にわたるということ-」『岩手大学文化論叢』第7・8輯)。また,歴史叙述は,同時に歴史教育における認識の仕方と密接に関わるものであり,それをあとづけるための考察を戦後「社会科歴史」との比較からおこなった(「歴史教育と社会科歴史-『歴史教師』という問題-」『歴史評論』第706号)。さらに,歴史叙述を歴史研究と歴史教育の両者を貫く基層として位置づけている本研究のあり方を検証するために,研究と教育とをつなぐ意義として提案した(「『日本史研究』と『日本史教育』をつなぐ」『日本歴史』第728号)。
代数群および有限群の表現とその応用の研究

1.SL(3,C)の有限部分群Gに対し,その余不変式環の研究をおこなった.特にGが位数60と168の単純群の場合にそれを応用し,原点のHilb^
(C^3)におけるfiberを調べた.(中村郁(北大)と共同)またSL(3,R)の各有限部分群に対しても原点のHilb^
(C^3)におけるfiberを具体的に求め,それらが有限個のP^1の和である事を示した.またこれらの考察の結果,Springer, McKay等により研究されていたSL(2,C)の部分群にたいするMolien列と表現グラフの関係につき,Koszul複体を用いてSL(n, C)に一般化できることが分かった.(筱田,五味)2.筱田は斉藤直道(上智大学)とともに有限簡約群とその表現に対し自然に定義されるガウス和について,その性質をDeligne-Lusztig理論を用いて調べた。特に古典群の半単純表現およびG_2型有限Chevalley群の巾単表現につき具体的な表示を得た.3.さらに次の結果を得た.(1)都築は実リー群U(n,1)上の新谷関数の満たす微分方程式を解析し,新谷関数の明示公式と,それに対応する表現のある模型について重複度一定理を得た.和田はユークリッド整域Dに対するGL_n(D)でHasseの原理が成り立つ事を示した.(2)中島はA型量子群の非制限型特殊化U_cの表現から有限次元A型量子群の既約表現を実現した.(4)古閑はA型のアフィン超リー代数に対して,その脇本表現を構成し,その最高ウエイト表現の指標公式を求めた.(庵原謙治(神戸大)と共同)1.SL(3,C)の有限部分群Gに対し,その余不変式環の研究をおこなった.特にGが位数60と168の単純群の場合にそれを応用し,原点のHilb^
(C^3)におけるfiberを調べた.(中村郁(北大)と共同)またSL(3,R)の各有限部分群に対しても原点のHilb^
(C^3)におけるfiberを具体的に求め,それらが有限個のP^1の和である事を示した.またこれらの考察の結果,Springer, McKay等により研究されていたSL(2,C)の部分群にたいするMolien列と表現グラフの関係につき,Koszul複体を用いてSL(n, C)に一般化できることが分かった.(筱田,五味)2.筱田は斉藤直道(上智大学)とともに有限簡約群とその表現に対し自然に定義されるガウス和について,その性質をDeligne-Lusztig理論を用いて調べた。特に古典群の半単純表現およびG_2型有限Chevalley群の巾単表現につき具体的な表示を得た.3.さらに次の結果を得た.(1)都築は実リー群U(n,1)上の新谷関数の満たす微分方程式を解析し,新谷関数の明示公式と,それに対応する表現のある模型について重複度一定理を得た.和田はユークリッド整域Dに対するGL_n(D)でHasseの原理が成り立つ事を示した.(2)中島はA型量子群の非制限型特殊化U_cの表現から有限次元A型量子群の既約表現を実現した.(4)古閑はA型のアフィン超リー代数に対して,その脇本表現を構成し,その最高ウエイト表現の指標公式を求めた.(庵原謙治(神戸大)と共同)(1)有限一般線型群のゼータ関数はT.A.Springer(1971),I.G.Macdonald(1985)により考察されたが、これを有限簡約群に拡張し、その関数等式とε-因子に関する一般的な結果を得た。さらにこれらはGelfand-Graev表現の交換子環の表現に応用できることも分かった。オレゴン大学のC.W.Curtisとも議論を重ねている。なお、ε-因子は対応する表現のガウス和であり、それについては斉藤直道(上智大)と研究を進めDeligne-Lusztig一般指標,R_<T,θ>,上ではその和がトーラス上の和として簡単に求まること、有限古典群に対しては、(T,θ)が一般の位置にある場合にはガウス和はクルスタマン和とユニタリクルスタマン和の積として表示できることを示した。なおSp(4,q)の全ての既約表現、およびG_2型の巾単既約指標に対するガウス和の簡潔な表示を得た。(3)さらに和田はユークリッド環上の一般線型群の"Hasseの原理",五味は組紐群、後藤はsubfactor理論のquantum doubleへの応用について、各々研究を進めた。本年度は次の研究結果を得た。1.有限簡約群のGelfand-Graev表現の自己準同型環、H、の既約表現がある関数等式を満たすことを示した。またここに現われるε-因子はガウス和であり、その特別な場合は斉藤-筱田により研究されている。さらにGL_n(q)の場合にHのある標準基底の元の上の既約表現の値が本質的にKloosterman和になることを示しその応用も調べた。(C.W.Curtis(U.Oregon)と共同研究)

2.複素体上の3次特殊線型群の有限部分群につきその余不変式環について調べるとともに、そのMolien列について、Springer, McKayらにより得られていた等式がKoszul複体を用いてより一般的に導かれることを示した。(五味、中村郁(北大)と共同研究)3.量子群との関係では中島は1の巾根における有限次元A型量子群の既約表現を研究し、古閑はアフィン超リー代数についてA型の場合にそのフォック表現を構成し最高ウエイト表現の指標公式を得た。4.都築は実リー群U(n, 1)上の新谷関数について、その明示公式と、それに対応する表現について重複度1定理を得た。
全能期における遺伝子発現プログラムの調節機構の解明

受精により全能性を有する1細胞期胚が生み出されるが、その際にそれまでの親世代の遺伝子発現プログラムが刷新され、新たに新世代のプログラムがスタートする。このプログラムは、発生を順調に進行させるために厳密に調節されていることが考えられるが、その実態はほとんど明らかにされていない。そこで、受精後に全能性を獲得した1細胞期胚からスタートする発生プログラムの完全理解に向けて、その基盤となる遺伝子発現プログラムの調節機構を明らかにする。
深層学習と経験的手法の協調によるメモリアクセス最適化プログラムの自動合成

近年の深層学習技術の進展は目覚ましい反面、これらの成果を社会に幅広く展開するためには性能・電力・コストの面で最適化された深層学習処理向けのシステムアーキテクチャを探求していくことが急務である。このような状況の下、ハード・ソフトにまたがる広大なアーキテクチャ設計空間に対して深層学習を活用し、既存の高位最適化コンパイラに実装されている経験的手法と協調しながら動作する最適化器の自動合成を試みる。実環境での観測に基づく大量の教師学習データに駆動される形で対応可能となる最適化器の自動合成法を研究開発することにより、深層学習向けシステムアーキテクチャ技術の本質を追求していくことを目指す。
軟エックス線発光過程における非局所発光の研究

軟X線領域の発光は励起された内殻電子が属するイオン内で光学過程が完結する局所発光モデルで説明されてきた。本研究は電荷秩序状態でFe2+とFe3+が交互に配列するLuFe2O4においてFe3d-2p発光分光スペクトルを測定し、スペクトル構造がFe2+及びFe3+に起因する構造だけでは説明できず、両イオンが光学過程に参加する非局所発光があることを検証した。電荷秩序系物質の示すさまざまな物性を引き起こす電子相関も非局所発光過程の観測から議論できると期待される。本研究は、電荷秩序系物質の軟X線発光過程に現れる非局所発光過程を実証し、軟X線発光の新しい過程を明らかにするものである。具体的には、電荷秩序相でFeがFe2+とFe3+になるLuFe2O4のFe3d-2p発光分光スペクトルを測定しFe2+とFe3+による非局所発光の過程を検証する。LuFe2O4は六方晶構造をとり、T<Tco=320KでFe2+とFe3+がab面内で電荷秩序配列、T>Tcoでは無秩序になっている。Fe3d-2p発光分光スペクトルの温度依存性を測定することで、電荷秩序状態の有無によるスペクトル変化からFeサイトの非局所発光過程の起こる条件を検証する。また、その偏光依存性から、その対称性を検証する。H24年度は電荷秩序の有無によるFe3d-2p発光分光スペクトルの変化を調べるために、H23年度に製作した加熱用サンプルモジュールを用い、Tco前後でFe3d-2p発光分光スペクトルを測定した。測定は単結晶試料を用い、励起光の偏光を結晶のc軸に対して水平、垂直になるように切り替えた偏光依存性測定も合わせて行った。Fe3d-Fe3d励起と考えられる構造に変化が見られた。弾性散乱ピークの寄与の除去などを考慮して解析を進めている。さらに、YbFe2O4、YbFeMgO4などの置換試料の測定も行った。また、軟X線発光過程に現れる非局所発光過程をモデル計算から明らかにするために、H23年度に整備したワークステーションの整備を用い、バンド計算ソフトの運用を開始した。具体的には、電荷秩序相でFeがFe2+とFe3+になるLuFe2O4のFe3d-2p発光分光スペクトルを測定しFe2+とFe3+による非局所発光の過程を検証した。Fe3d-2p発光分光スペクトルの温度依存性を測定することで、電荷秩序状態の有無によるスペクトル変化を観測した。また偏光依存性から、その対称性を検証した。H23年度は高温実験のために加熱用サンプルモジュールを製作した。また、非局所発光過程をモデル計算用のワークステーションの整備した。H24年度は電荷秩序の有無によるFe3d-2p発光分光スペクトルの変化を調べるために、Tco前後でFe3d-2p発光分光スペクトルを測定した。H25年度は実験結果のまとめ及び、H23年度に整備したワークステーションを用い、マルチプレット計算を行った。実験結果、計算結果を合わせて論文執筆を進めた。H23年度は、電荷秩序の有無によるFe3d-2p発光分光スペクトルの変化を調べるために、加熱用サンプルモジュールを製作し、Tco前後でFe3d-2p発光分光スペクトルを測定した。

測定は単結晶試料を用い、励起光の偏光を結晶のc軸に対して水平、垂直になるように切り替えた偏光依存性測定も合わせて行った。Fe3d-Fe3d励起と考えられる構造に変化が見られた。弾性散乱ピークの寄与の除去などを考慮して解析を進めている。また、軟X線発光過程に現れる非局所発光過程をモデル計算から明らかにするために、H23年度は、ワークステーションの整備も行った。これに、バンド計算ソフトを実装した。さらに、Fe2+とFe3+による非局所発光過程のモデル計算うためダブルクラスターモデルを扱えるように整備を進めている。ダブルクラスターモデルは扱う計算量が多いので高速度・大容量が必要であるが、テスト計算を行い実用的な計算速度が確保されていることを確認した。本研究は、主にLuFe2O4系におけるFe3d-2p発光分光測定、モデル計算、そして実験結果の解析からなる。<発光分光測定>H24年度は、H23年度に製作した加熱用サンプルモジュールに改良を加え、試料まわりの温度を500K以上にあげられるようにした。これを大型放射光利用施設SPring-8のBL27SUの実験装置に組み込み、Fe3d-2p発光分光測定を行った。LuFe2O4の3次元電荷秩序状態と秩序が融解した状態で、結晶のc軸に対して水平、垂直になるように切り替えたFe3d-2p発光分光スペクトルの測定を行った。また、LuFe2O4中のFe2+とFe3+の局所発光と非局所発光によるスペクトルの違いを明らかにするために、局所発光の比較試料としてYbFe2O4、YbFeMgO4の基礎データを測定した。YbFe2O4、YbFeMgO4は多結晶試料を用い偏光依存性測定は行わず、また、測定は室温で行った。LuFe2O4、YbFe2O4、YbFeMgO4の試料は連携研究者・岡山大・池田の研究室で作成したものを用いた。<モデル計算>H23年度に整備した、高速度・大容量ワークステーションに実装したバンド計算ソフトの運用を開始した。これらの成果は日本物理学会等で一部報告した。以上、H24年度として計画したことを概ね遂行できた。<発光分光測定>H23年度はTco<Tで測定を可能にするために加熱用サンプルモジュールを製作した。昇温試験の結果、400K<Tに加熱可能であることが確認できた。これを、大型放射光利用施設SPring-8のBL27SUの実験装置に組み込みFe3d-2p発光分光測定を行った。SPring-8のBL27SUでは励起光の偏光を垂直、水平に切り替えることができる。これらを利用して、LuFe2O4の結晶のc軸に対して水平、垂直になるように切り替えた偏光依存性測定と、Tcoの上下でFe3d-2p発光分光スペクトルの測定を行った。また、LuFe2O4中のFe2+とFe3+の局所発光と非局所発光によるスペクトルの違いを明らかにするために、局所発光の参照試料としてLuCoFeO4(Feは3価), LuFeGaO4(Feは2価)の基礎データを測定した。LuCoFeO4, LuFeGaO4は多結晶試料を用い偏光依存性測定は行わず、また、測定は室温で行った。LuFe2O4、LuCoFeO4, LuFeGaO4の試料は連携研究者・岡山大・池田の研究室で作成したものを用いた。
衝撃弾性波法における時間領域信号に基づくPCグラウト充填度評価

本研究は,衝撃弾性波法において時間領域信号に基づいてPCグラウトの充填度を評価する方法を開発するものである。多数の衝撃弾性波法の結果を加算平均して, PCグラウトの有無の判定に成功した。さらに発展的研究として,検査地点へのアクセスの方法に関する改善に取り組んだ。鉛直な壁面を自走することができる装置開発をおこなった。装置は衝撃弾性波法装置を搭載したタイプと遠隔目視装置を搭載したタイプを開発した。PCグラウト充填度の実用的な非破壊検査法の開発を目的として,衝撃弾性波法の精度向上を図った.改善点は,(1)検査に用いる弾性波の安定化と,(2)シース管から反射する弾性波の抽出である.弾性波の安定化には,多数回打撃による弾性波の加算平均が有効であり,その打撃にはエアソフトガンが便利であることを明らかにした.エアソフトガンは,直径6mmのプラスチック弾を用い,秒速数十メートルで打ち出す.コンクリート壁との衝突接触時間は約23μsであり,発生する弾性波の周波数は50kHzに達する.その弾性波の周波数および強度はPCグラウトの検査に適している.また,シース管から反射する弾性波の強度は弱く,その波形を抽出するには反射の到着時刻を同期させて加算平均することが有効であることを示した.以上の改良を持って,PCグラウトの充填度評価試験をおこなった.直径38mm,シース中心深さ375mmのシース管に対しては,充填と未充填の判別は可能であった.しかしながら,この方法ではシース管の位置が明らかであること,など実用的に問題がある.これらの結果を踏まえて今後の方向性が明らかになった.それは以下の2点である.1.表面波の成分の除去.2.結果のトモグラフィーによる画像化.そこで,上記の課題を解決すべく次年度は研究を展開する.具体的には,一回の打撃に対する多点計測である.多数点を同時計測することよって,表面波を同定し,計測信号から表面波成分を減算して,有効信号を抽出する.また,多点計測は打撃点の決定も可能である.そこで,任意の打撃点に対して,打撃点を自動的に検出し,時間領域信号と弾性波の反射位置を関係付けて画像化する.PCグラウト充填度の実用的な非破壊検査法の開発を目的として,衝撃弾性波法の精度向上を図った.改善点は,(1)多点計測による打撃点の自動推定,(2)多点計測によるノイズの低下,(3)評価結果のイメージングである.弾性波の安定化には,多数回打撃による弾性波の加算平均が有効である.これまでは,打撃点を測定しながら計測をおこなっていたので,作業効率があまり良くなかった.今年度の研究によって,多点の計測点に到達する弾性波の時刻から,打撃点を自動計測することが可能になり,作業性がかなり向上した.また,これまでは,一回の打撃に対して一個所の計測であった.多点同時計測によって,波形情報が多く得られ,表面波の影響の除去(ノイズの低減)に対して有効であった.多点計測によって3次元的なデータの解析が可能になり,イメージングにおける効果的な作画が可能になった.さらに,多点計測において,計測点間の距離が既知であるため,弾性波の速度の自動推定や衝撃時刻の決定も自動でおこなえるようになった.現在のところ,平成22年度の目標であった表面波の除去は成功していない.表面波の大きさは,検出対象から反射して検出される波の大きさよりはるかに大きい.そのため,表面近く(打撃点近く)の情報を得ることができていない.平成23年度は,表面波の除去を第一の目標として取り組む.平成22年度の研究で,検査表面の変位データの加算が,欠陥検出に有効であることが分かった.そこで,次年度はレーザードップラー速度計の変位出力を用いて,計測実験をおこなう.本研究は,衝撃弾性波法において時間領域信号に基づいてPCグラウトの充填度を評価する方法を開発するものである。多数の衝撃弾性波法の結果を加算平均して,PCグラウトの有無の判定に成功した。本方法は多数回の計測結果が必要であるが,ソフトエアガンを導入することによって短時間のうちに実行可能となった。当初の目的は達成されH23年度中に発表をおこなった。フィールド実験でPCグラウトの充填度評価をおこなったところ,最大の問題点は検査個所へのアクセスであることが判明した。PCグラウトの充填評価が必要な場所は,橋梁であり,高所の検査が必要となることが多い。検査装置を検査位置に配置すること自体が困難なこと多い。そこで,H23年度は,衝撃弾性波法の改良に平行して,検査装置を搭載して,鉛直な壁面を自走することができる装置開発をおこなった。鉛直なコンクリート壁面を自由に走行できる装置は,8個の吸盤を持ち,それぞれに減圧ファンを搭載している。一個の吸盤による壁面への保持能力は10kgwを超える。

4個ずつの吸盤は互いに固定されており,それぞれの2組の吸盤が互いに回転・並進運動をすることによって壁面を自由に移動することができる。壁面の移動速度は,壁面に依存し,毎秒10cm程度である。全体の装置の寸法は,縦80cm,横80cm,厚さ20cm程度で,重量は検査装置にもよるが,約20kgw程度である。
米軍再編・米国朝鮮半島政策が日米・韓米同盟に与える影響と日本の東アジア外交

昨年の調査を踏まえて、本年は追加の現地調査を行いつつ、現在までに蓄積した調査から得られた結果をまとめて出版するように努めた。現地調査に関しては、2007年3月には初めて北京において中国人研究者をインタビューすることができ、また昨年に引き続いて行ったワシントンDCでの現地調査を行った。昨年比較的余裕を持ってワシントンDCおよびソウルで調査をしていたため、本年は短期の滞在であったがほぼ予定通りの現地調査が行えた。また、これによって、当初目標としていた米・韓・中および東京における調査を終えることができ、多角的な面から課題を分析する土台を作ることができたと考える。出版に関しては、本研究の核心部分である日韓における米軍再編とその日韓関係に与える影響については今後論文にまとめる作業を残したが、その前提となる北朝鮮、および韓国の外交政策に関する2論文をアメリカおよび韓国の学会誌(審査付き)で発表することができた(以下10を参照)。さらに現在は、東アジアの安全保障システムの変化に関する論文と、米韓同盟と同盟の安全保障ジレンマに関する論文を日本及びアメリカの学会誌に投稿中である。今後の課題は、前述した本研究の核心部分に相当する日米韓の三角関係に関する論文をまとめていく作業が残されている。韓国では本年末には大統領選挙が予定されており、可能であれば新大統領が韓国で誕生するまでに、日韓関係に関する政策的含意も含んだ研究を発表したいと考えてる。本年は研究初年度ということから、情報を収集することに専念した。まず、8月には東京を拠点として、米軍再編、特に日本と韓国における米軍再編についての国内外の学術研究を入手し、研究の枠組みを確定することを主眼として活動した。生憎、突然の衆議院総選挙と重なったため、国会議員などへの聞き取り調査は予定どおりには実施できなかったが、類似の研究している知識人、防衛関係の実務者などから貴重なインプットを得ることができた。こうして得た情報は、筆者が携わった2006年3月に外務省などに提出された日米安全保障資料集にも反映された。その後、2月から3月の学校休業中には、ワシントンDC、東京、ソウルを訪問し、日米韓の政府関係者や、シンクタンクの研究員、そして学者などから話を伺う多くの機会が得られた。ワシントンDCでは、国家安全保障委員会のアジア政策担当者をはじめ、様々な専門家と話をすることができた。同地での調査から得た知識をさらに活かし、ソウルにおいては政府系のシンクタンクや、米国大使館の政治担当官、学者などと意見交換することができた。これらの活動によって、研究の理論的枠組みの確定と情報収集という、初年度の目標はほぼ達成された。上記のとおり、本年度の主目標は情報の収集であり、成果の発表は18年度の課題となるが、本年度においても、学術研究会などで発表することによって、フィードバックを得ることもできた。まず7月には同志社大学のアメリカ研究科において、11月には神戸大学の日本政治外交史研究会で、進行中の研究に関して発表した。また、ワシントンDCにおいては、共和党系の有力シンクタンクであるヘリテージ財団において、ラウンドテーブルを開き、意見交換をすることができた。平成18年度には、さらに大きな学会(アジア政経学会およびInternational Political Science Association)での発表が決まっており、これらを経て、学術論文の執筆につなげて行きたいと考える。
トロンボモジュリンの遺伝子解析とその産科領域における応用

血管内皮細胞膜表面に存在し、トロンビンのリセプターとして凝固抑制の要であるトロンボモジュリン(TM)はその分子構造に多型性のあることが示唆されており、また胎盤の絨毛細胞に多量にあることが知られている。そこで本研究でははじめに遺伝的な血管病変が示唆される早期発症型重症妊娠中毒症および非インスリン依存性糖尿病(NIDDM)妊婦について胎盤よりTMを分離精製し、その塩基配列の解析を試み、遺伝子多型性の有無とその多型性による酵素学的機能異常を検討した。ついでこれらの患者白血球の染色体DNAよりTM遺伝子の多型性をコードする領域を酵素的増幅法を用いて各疾患毎のTMの遺伝子多型性を検討し、血管病変との関連を解析した。その結果、TMにはその455番目の塩基配列がValineのもの(Val型)と、Alanineのもの(Ala型)が存在することが明らかとなった。各々のTMをCos I cellを用いたrecombinant法により精製し、その比活性をprotein C-MCA基質法で検討したところ、両者は同じ比活性をもつことが示された。さらに早期発症型重症妊娠中毒症、NIDDM妊婦と正常妊婦の間にgenotypeに相違は認められなかった。以上より、TMはその分子構造として2種類存在し、両型とも正常な機能をもつことが示され、かつその分布はほぼ均等であることが示された。また産科領域で遺伝的な血管病変で示唆される早期発症型妊娠中毒症やNIDDM妊婦における凝固異常はTMの機能異常や遺伝子多型性によるものではないことが示された。〔目的〕血管内皮細胞膜表面および胎盤絨毛細胞に多量に存在し、トロンビンのリセプタ-として凝固抑制系の要であるトロンボモジュリン(TM)はその分子構造に多型性のあることが示唆されている。本研究では遺伝的な血管病変が示唆される早期発症型(早発型)重症妊娠中毒症のTMの塩基配列を解析し、遺伝子多型性の有無とその多型性による酵素的機能異常を検討した。〔対象および方法〕(1)高血圧家系をもつ早発型中毒症2例、正常妊婦2例の白血球より染色体のDNAを調整、制限酵素で消化後、DNA断片をファ-ジベクタ-に組み込んでTM遺伝子をクロ-ニングし、その塩基配列をジデオキシ法で解析した。(2)TMの発現用プラスミドを動物細胞(COS-1)に導入してTMのrecombinationを行った。TMの酵素学的性状はproteinc-MCA基質法を用いTM、プロテインC、トロンビン変化によるLineweaber burk plotよりTMのKm、Vmaxを分析した。〔成績および結論〕(1)塩基配列の解析よりTMにはN末端より455番目(EGF様ドメイン上)がAlanineであるAla型と、ValineであるVal型が存在することが明らかとなった。今回分析した正常妊婦はAla型であり、早発型中毒症はVal型であった。(2)両者のrecombinantTMのプロテインC活性化能はKm、Vmaxともに同値を示し、TMの機能異常はin vitroでは認められなかった。〔考察〕TMにはAla型とVaI型が存在することが明らかとなったが、今後早発型中毒症および正常人の多数例の検体についてTMの遺伝子多型性を分析し、臨床的血管病変との関連性を解析する必要があると考えられた。〔目的〕血管内皮細胞膜表面及び胎盤絨毛細胞に多量に存在し、凝固抑制の要であるトロンボモジュリン(TM)はその分子構造に多型性のあることが示唆されている。本研究ではDNAの酵素的増幅法を用い、正常妊婦、重症妊娠中毒症(中毒症)、糖尿病合併妊婦(DM)においてTM遣伝子を解析し、その臨床応用をみた。〔方法〕対象は正常妊婦20例、中毒症10例、DM13例である。

1)TMのrecombinationは白血球より染色体DNAを調整し、TM発現用プラスミドCOSー1細胞に導入して行った。TMの塩基配列はジデオキシ法、TM活性はプロテインCーMCA基質法で測定した。2)TM遣伝子の多型性をコ-ドする領域をDNAポリメラ-ゼ1を用いて酵素的に増幅し、このDNAを^<32>P標識合成ヌクレオチド19Valine、19Alanineとハイブリッド形成を行わせ、検体の遣伝子型を判定した。〔成績〕1)塩基配列の解析より、TMにはN末端より455番目(EGF様ドメイン上)がAlanine(GCC)であるA型とValine(GTC)であるV型が存在し、両型のrecombinant TMはin vitroの活性測定法では差がなかった。2)酵素的増幅法によりTM遣伝子は1万倍以上に増幅され、遣伝子型解析が可能となった。その解析によりTMには3種の遣伝子V/V、V/A、A/Aが存在し、正常では各々113、6例、中毒症では2,4,4例,DMでは3、5、5例の分布を示し、中毒症、DMでV/V型が多く出現する傾向が認められた。〔結論〕TM遣伝子には一塩基置換によるA型とV型が存在し、酵素的増幅法により遣伝子解析の臨床的応用が可能となり、その遣伝子型分布は血管病変が関与する疾患では正常と異なる可能性が示唆された。
持続型低炭素製鉄を目指した高温プロセス内原料軟化融着挙動可視化技術の開発

本課題では,高炉融着帯生成挙動解析システムによる震災起因木質系バイオマスの製鉄利用最適化研究において申請者が開発した革新的軟化溶融シミュレーターと,本申請課題で構築する「高温融体物性その場測定システム」を組み合わせ,それらの知見をフィードバックして作成する「粒子法による数値シミュレーションモデル」により,持続型低炭素製鉄を目指した高温プロセス内原料軟化融着挙動可視化技術を開発することを目的とする.平成30年度は,各担当者により以下の点が明らかとなった.九州大学では大野によって,金属鉄,酸化鉄,スラグが共存する状況における粒状試料充填層の軟化溶融挙動が評価され,金属鉄粒子が軟化収縮に対して抵抗力を示す骨材効果を発揮していることが明らかにし,酸化鉄の存在は炭材との反応性を向上するため,充填層内部で生成するスラグ融体の炭素材料に対する濡れ挙動を変化させるという知見を明らかにした.さらに,充填層を構成する一粒子に注目した模擬還元鉱石の軟化挙動を調査し,粒子内のミクロ構造が軟化挙動を支配することを明らかにした.東北大学では助永によって、既存の表面張力推算モデルを利用し、CaO、SiO2、Al2O3およびMgOを主成分とするスラグの表面張力を推算できる状況を整えた。また、高炉内スラグの成分のうち表面張力への影響が未解明な成分であるFexOに注目し、鉄イオンの酸化状態が表面張力に与える影響について実測した。北海道大学では夏井によって、回転強度試験に基づきコークスの劣質化指標を評価するとともに、走査型レーザー距離計を用いた3D-scan技術とlevelset法によってコークス劣化現象のデジタル化する手法を確立した。本技術を離散要素シミュレーションへフィードバックすることが可能となった。充填層内の液滴あるいは固液共存相の存在形態が幾何学的に圧力損失に与える影響について数値解析を実行した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。変わりゆく原料事情に対応しながらCO2排出量削減技術を実現するためには、化学反応のみならず物理現象の側面から見た高炉内現象の正しい理解が必要不可欠であると言える。本課題では、高炉融着帯生成挙動解析システムによる震災起因木質系バイオマスの製鉄利用最適化研究(課題番号24686084)」において申請者が開発した「革新的軟化溶融シミュレーター」と、本申請課題で構築する「高温融体物性その場測定システム」を組み合わせ、それらの知見をフィードバックして作成する「粒子法による数値シミュレーションモデル」により、持続型低炭素製鉄を目指した高温プロセス内原料軟化融着挙動可視化技術を開発することを目的としている。平成27年度は、九州大学の大野により、革新的軟化溶融シミュレーターとマイクロCT撮影を組み合わせた、窒素ガス流通条件下黒鉛粒充填層内における試薬スラグの溶融挙動を評価が行われ、スラグの表面張力が充填層内のガス圧力損失挙動に及ぼす影響についての相関関係が示唆された。東北大学の助永により、高炉系スラグの表面張力が大気中で測定され、表面張力の発現メカニズムを融体表面の構造モデルとともに提案された。さらに、酸化物融体の表面張力に関する文献調査が行われた結果、スラグの表面張力は気相組成に依存することが明らかにされた。北海道大学の夏井により、粒子法による固液混相流解析手法として、任意形状の剛体運動を追跡可能な離散要素法(RB-DEM)と弱圧縮性を導入し数値的に安定化したWC-MPSおよびWC-SPHのカップリングが行われた。さらに、充填層中を流下する体積一定の高表面張力融体のフローパターンについて、ボンド数によって整理した。平成27年度は、研究代表者である九州大学の大野により、革新的軟化溶融シミュレーターとマイクロCT撮影を組み合わせた、窒素ガス流通条件下黒鉛粒充填層内における試薬スラグの溶融挙動を評価が行われた。スラグ融体の生成挙動のみならず、その融体物性に着目して整理を行った結果、特にスラグの表面張力が充填層内のガス圧力損失挙動に強い相関関係が示すことが明らかとなった。研究分担者である東北大学の助永により、実験と文献調査等によりスラグの表面張力データの整理が行われるともに表面張力の発現するメカニズムについて考察がなされた。その結果、スラグ中の非架橋酸素が粘度の表面張力の上昇に寄与することが明らかとなった。さらに、文献調査から、ケイ酸塩系過冷却液体の表面張力に雰囲気ガス種が影響することが報告されており、特に雰囲気中のH2OやCO2ガスが表面張力を低下させる効果があることが判明した。このことから、溶融スラグの表面張力は雰囲気ガス種に依存する物性であると考えることができ、高炉内でのスラグの挙動を正確に理解するには、炉内に存在するN2やCO2, H2Oなどの融体表面への吸着のスラグ表面張力の影響について調査する必要があることが判明した。研究分担者である北海道大学の夏井により、粒子法による固液混相流解析手法として、任意形状の剛体運動を追跡可能とした拡張型離散要素法(RB-DEM)と弱圧縮性を導入し数値的に安定化したWC-MPSのカップリングが完了した。また、TESLA K80を利用したGPGPU計算にも着手したことにより、微小流路の形状および流動現象の素過程からマクロスケールの動的な圧力損失、ホールドアップまでを同時にシミュレーションすることができるようになった。これらを用いて、充填層中を流下する体積一定の高表面張力融体のフローパターンについて、ボンド数による整理がおこなわれた。