hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
全天探査用広視野大型MeVガンマ線カメラの開発及び気球実験による天体観測

我々は、MeV領域のガンマ線による全天探査を最終目標として、独自に開発した微細構造ガス検出器、μ-PICとシンチレーションカメラを使った電子飛跡検出方コンプトンカメラ(ETCC)を開発しており、これを用いた気球実験SMILEを計画している。この検出器では、ガス検出器でコンプトン散乱のコンプトン点と電子の反跳方向を正確に取得することが重要である。また、電力の限られた気球実験において1500以上のガス検出器の信号と10000以上のシンチレータの信号を読むために、読出しシステムの省電力化も必要である。今年度は、昨年度開発した基板に改良を加え、また、荷電粒子の飛跡取得ロジック回路とエネルギー測定のための波形取得回路も同一の基板に載せた新たな読み出しシステムを開発した。このシステムは、従来に比べて約1/3の電力でガス検出器の信号を取得できるよう省電力に設計されている。さらに、荷電粒子飛跡取得アルゴリズムに改良を加え、従来より精確な飛跡を取得できることが期待された。まずシステム全体のノイズレベルを測定したところ2fC以下であり、元の回路に比べて大幅に改善されている。この回路を用いてX線のスペクトルを取得したところエネルギー分解能は30%(FWHM)@22keVであり、従来の読出し回路と同等の性能であった。また、宇宙線ミューオンの飛跡を取得しその感度を測定したところ、従来は検出効率が60%程度であったが、このシステムではほぼ100%の検出効率が確認された。これにより、コンプトン散乱の反跳電子に対してもより密な飛跡を取得し、正確なコンプトン点及び反跳方向を決定できると期待される。現在その解析方法について研究中である。また、シンチレーションカメラの読出しシステムも開発し、その性能評価を行った。その結果、従来の1/10以下の消費電力で、662keVのガンマ線に対して従来同等の10%程度のエネルギー分解能が得られることを確認した。我々は、独自に開発した微細構造ガス検出器、μ-PICを使った電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)を開発しており、これを用いた気球実験SMILEを計画している。現在、第二回気球実験SMILE-IIの準備中であるが、SMILE-IIでは検出器の大型化に伴い、読み出しチャンネル数が従来の約500chから3000chへと大幅に増加する。しかし、気球に搭載する際には使用できる電力、スペース、重量が厳しく制限されるため、読み出し回路の省電力化、及びコンパクト化が必須であった。そのため今年度は、気球実験用のμ-PIC読み出しCMOS-ASICチップFB2009balの設計開発、及びこのchipを用いたテストボードの開発と、μ-PICとの接続試験を行った。設計には回路シミュレータSPICEを使用した。このチップは1チップで従来の4倍の16chの信号を読み出すことができ、1chあたりの読み出し消費電力を、従来の1/4以下の18mWまで抑えることができる。テストボードを用いた試験により、このチップがアナログ部、デジタル部ともに正常に動作することが確認できた。また、μ-PICとの接続試験ではμ-PICからの信号を正しく読み取り、Cd線源からのX線のスペクトルを取得することができた。これとは別に、ETCCに用いるシンチレータの読み出し回路の開発も行い、6個のマルチアノードPMTからの信号を一度に読み出す省電力でコンパクトなモジュールを開発した。このシステムでは消費電力を従来の1/20以下に抑えるとともに、読み出し装置の質量、体積ともに大幅に削減することができた。これら新たに開発した読み出し装置を量産して使用することにより、大型化されたETCCからの信号を、気球に搭載可能な電力、スペース及び重量で読み出すことが可能になる。我々は、MeV領域のガンマ線による全天探査を最終目標として、独自に開発した微細構造ガス検出器、μ-PICを使った電子飛跡検出方コンプトンカメラ(ETCC)を開発しており、これを用いた気球実験SMILEを計画している。本年度は、前年度に開発したガス検出器用CMOS ASICチップFE2009balを用いた基板と、我々のガス検出器とを接続し性能評価を行った。その結果、このチップを用いてX線のスペクトルを取得するにとに成功し、そのエネルギー分解能は従来のチップと同程度であった。またこのチップを正確に較正することにより、宇宙線ミューオンのトラックを取得することに成功した。これにより、今回開発したチップを用いれば、消費電力を1/4程度に抑えたうえで従来と同程度の検出器の性能が得られると見積もられる。ただしこの基板ではノイズが大きかったこと、検出器のうち一部の面積の信号しか取得できないことから、検出器全体の性能評価はできなかった。そこで、このチップを用いて検出器全体からの信号を取得するとともに、今まで別の基板にあったデジタル処理チップ(FPGA)も同時に載せた新しい基板の設計、開発を行った。この基板では、気球実験に向けて読み出しシステムの小型、軽量化も図られている。この基板を用いることで、ノイズの大幅な低減が見込まれ、検出器の性能改善が期待される。これとは別に、ガス検出器からの信号の読み出し方法の検討を行った。従来、信号の来た時間のみを取得していたものを、信号の続いた時間も取得することにより、検出器内での電子の動きをより正確に捉えることができるようになった。現在この手法を用いたコンプトンカメラ全体としての解析方法を検討中である。

我々は、MeV領域のガンマ線による全天探査を最終目標として、独自に開発した微細構造ガス検出器、μ-PICとシンチレーションカメラを使った電子飛跡検出方コンプトンカメラ(ETCC)を開発しており、これを用いた気球実験SMILEを計画している。この検出器では、ガス検出器でコンプトン散乱のコンプトン点と電子の反跳方向を正確に取得することが重要である。また、電力の限られた気球実験において1500以上のガス検出器の信号と10000以上のシンチレータの信号を読むために、読出しシステムの省電力化も必要である。今年度は、昨年度開発した基板に改良を加え、また、荷電粒子の飛跡取得ロジック回路とエネルギー測定のための波形取得回路も同一の基板に載せた新たな読み出しシステムを開発した。このシステムは、従来に比べて約1/3の電力でガス検出器の信号を取得できるよう省電力に設計されている。さらに、荷電粒子飛跡取得アルゴリズムに改良を加え、従来より精確な飛跡を取得できることが期待された。まずシステム全体のノイズレベルを測定したところ2fC以下であり、元の回路に比べて大幅に改善されている。この回路を用いてX線のスペクトルを取得したところエネルギー分解能は30%(FWHM)@22keVであり、従来の読出し回路と同等の性能であった。また、宇宙線ミューオンの飛跡を取得しその感度を測定したところ、従来は検出効率が60%程度であったが、このシステムではほぼ100%の検出効率が確認された。これにより、コンプトン散乱の反跳電子に対してもより密な飛跡を取得し、正確なコンプトン点及び反跳方向を決定できると期待される。現在その解析方法について研究中である。また、シンチレーションカメラの読出しシステムも開発し、その性能評価を行った。その結果、従来の1/10以下の消費電力で、662keVのガンマ線に対して従来同等の10%程度のエネルギー分解能が得られることを確認した。
バイオエタノールの水蒸気改質反応用固体触媒と反応システムの開発及び反応機構の解明

バイオエタノールは糖類の発酵により生成できる。原料が植物であることから、石油などの地下資源と比べて再生可能であり、カーボンニュートラルであることから将来期待されるものである。このバイオエタノールから固体触媒反応により、燃料電池用水素の生成が出来れば、石油資源の枯渇や地球温暖化対策の一つになると考えられた。本研究では、触媒の微細構造等が変化することでその活性や生成物の選択性が向上することを期待し、触媒となる貴金属(白金)やニッケルの微粒子を調製する際に磁場を印加し焼成処理、還元処理を行う反応装置を製作した。市販の小型電磁石の極間に、研究代表者自身の独自技術により製作した小型電気炉を設置し、触媒調製を行った。このような反応装置は過去に例がなく独創的なものである。目的とした反応は、バイオエタノールの水蒸気改質反応で、モデル反応液として14wt%のエタノール水溶液を用い、気化させた後、触媒層に導入して反応を行った。実験の結果、磁場を印加して調製した触媒の活性は、印加していない触媒に比べて低いものとなった。透過型電子顕微鏡観察によれば、触媒の微粒子の形状については、従来の方法により調製した触媒とほとんど変わりないものであった。したがって、何らかの効果(負の効果ではあるが)は見出すことが出来たが、新たな課題も生じた結果となった。生成物の選択性は、従来の方法によって調製した触媒とほとんどかわりないことから、反応機構については、まずエタノールの脱水素が起こり、生成したアセトアルデヒドが分解する過程が考えられた。成果の公表については、エタノールの水蒸気改質反応についてこれまでの研究結果を国際的な専門誌Catalysis Communicationsに投稿し、審査の結果、掲載された。また、平成22年12月に開催された「2010環太平洋国際化学会議(Pacifichem 2010)」において発表し、国内外の研究者とも意見交換を行った。また、筑波大学技術報告にも掲載された。
糖尿病の危険因子としてのミトコンドリア遺伝子ヘテロプラズミー変異

ミトコンドリアゲノムは核ゲノムとは空間的に独立して存在しており、その挙動は多くの疾患において重要な役割を果たしていることが明らかになりつつある。糖尿病全体の1%におよぶ患者にはmtDNAの変異が蓄積していることがすでに報告されている。しかし、この変異が糖尿病にどのように影響を及ぼすのかは不明である。糖尿病患者と健常人において、ヘテロプラズミー変異の比率の相関関係を定量的に検討し、糖尿病とmtDNAのヘテロプラズミー変異の因果関係を明らかにし、糖尿病の危険因子となりうることを証明するのが本研究の目的である。(1)糖尿病の原因のミトコンドリアtRNAの点変異によって、アンチコドンの塩基修飾が変化して、mRNAへの親和力が低下し、蛋白合成が正常に行われなくなることを明らかにした。この結果は、わずかな量の変異mtDNAでも不完全が蛋白を合成することによって細胞に影響を及ぼす可能性を示した。(2)mtDNAのヘテロプラズミー変異の検出法を確立した。この方法の確立によって、ヘテロプラズミー変異を定量的に検討することが可能になった。糖尿病患者の血液細胞において、体細胞変異が健常人よりも4倍多いことを明らかにした。さらに、多変量解析により、糖尿病の羅患期間に依存してmtDNAの塩基番号3243変異が増加することを明らかにした。ミトコンドリアtRNA遺伝子変異によって生じるミトコンドリア機能低下の分子機構は多くの研究室で研究されているが、当研究室がはじめて分子機構を明らかにした。mtDNAのヘテロプラズミー変異と糖尿病の関連については多数の報告があるが、微量なヘテロプラズミー変異の定量についての研究はなく、定量的解析は当研究がリードしている。
ツングース諸語の言語文化に関する記述言語学的研究

・ツングース言語文化論集13『エウェンの歌』これら上記の本にはエウェン語での歌詞とその楽譜があるのみである。露訳者のZ.I.Babceva氏はこれを訳出して出版することを思い立った。他方編者(風間)は1996年夏に初めてマガダン市を訪れ、日本での出版を約束し、コンピュターで入力した。エウェン語の資料において、民話等の散文はある程度出版されているが、歌は非常に貴重である。特にエウェンにおいてほとんどの歌は個人所有のもので、即興的なものも多く、歌詞も個人的な背景を知らなくては解釈の難しい場合も多々ある。・ツングース言語文化論集14『ナーナイの民話と伝説5』本書はロシアの少数民族であるナーナイの民話と伝説などの口承文芸を、録音から書き起こして文法的分析及び翻訳を加えたものである。近年相次いで語り手が亡くなり、本著採録のテキストは全て村にただ一人残る「語りべ」によるものだけとなってしまっている。したがって本書の記録はきわめて貴重なものということができる。本書に収録したテキストは全部で9で、テキスト1,2,3,5,6,7はジャンルとしてはningmaanで、4はsioxorである。8,9は歌であるが、語り手自らの経験を歌ったもので、伝統的なタイプであると考えられる。夏と春の2度にわたって現地調査を行い、資料の乏しいツングース諸語の記述研究を行っている。年度末にはそれらを集成したものである「エウェンの歌」及び「ナーナイの民話と伝説5」が刊行される(現在印刷中である)。これらは現地で録音した生の音声資料から一字一字書きおこしたもので、また民話や伝説、歌といったジャンルの性格上、当該民族の文化的な情報を豊富に含んでいる。当言語の音声や文法の仕組みの解明にも必要不可欠のものである。またこうした資料から帰納される文法研究も他方で大きな進展があった。ツングース諸語における使役の特殊性について、言語学会(秋季)にて発表した。またアルタイ学報第9号における「アルタイ諸言語における所有/存在を示す一形式について」ではモンゴル語の-tai^3とナーナイ語の-ko/-ku、トルコ語の-liのような形式が、譲渡不可能的な名詞をとることを資料より立証した。・ツングース言語文化論集13『エウェンの歌』本書はE.N.Bokova氏による以下の三冊の本を原著としている。これら上記の本にはエウェン語での歌詞とその楽譜があるのみである。
貯蔵ガス環境の変化による青果物の呼吸特性に関する研究

青果物の貯蔵や流通過程において、鮮度保持のために低温の利用やCA効果を狙った包装の利用が常識化しているが、青果物周囲の環境は常に一定ではなく、変動を伴っているものと推測される。また青果物の呼吸を抑えることが鮮度保持につながり、呼吸に及ぼす大きな要因として、周囲の温度およびガス環境が挙げられる。本研究では、これらの要因を分離するため、かけ流し法すなわち設定ガス濃度下で呼吸速度が測定できる装置を試作して実験を行った。すなわち窒素、酸素、二酸化炭素各々純ガスの流量をマスフローコントローラで制御することによりガス濃度を調製してチャンバ内へ流入させ、出口から出てきたガスの濃度を測定し、入口の流量とガス組成を用いて二酸化炭素放出速度および酸素吸収速度として呼吸速度を求めた。濃度測定には、ガスクロマトグラフィとオートサンプリング装置を用いて自動計測した。実験試料には、比較的流通期間が短く呼吸の激しい野菜としてホウレンソウを用いた。まず、一定濃度下において、矩形上の温度変化を与える実験を行った。その結果、温度変化に追従するように呼吸速度は変化しているが、かけ流し法の欠点である出口のガス濃度の変化に時間遅れが生じ、この点で実験の呼吸速度の時間遅れを決定するまでには至らなかった。かけ流し法は、一定環境における呼吸速度を求めるためには有用な方法であるが、呼吸速度が変動する場合には時間遅れのうち貯蔵チャンバの体積による遅れをモデルにより同定しておく必要がある。
ソフトウェア発展を高度化するための等価変換ルールの自動生成法の研究

1特定領域研究本年度の研究の目的は,仕様から等価変換ルールを生成する技術を提案することである.本研究の成果は次のとおりである。●仕様(確定節集合)とメタアトム(問い合わせまたはサブゴールに対応する)から等価変換ルールを生成する方法の提案。ルールを生成するためにメタ記述を用いる。メタ記述は具体化によって得られる(無限の)記述を代表している。メタ記述を等価変換して、メタ記述の対を得、それらから等価変換ルールを作る。●生成ルールの正当性を保証する理論の構築。正しいメタルールの繰り返し適用によって等価な2つのメタ記述が得られ、それらから等価変換ルールが得られることを証明した。●仕様(確定節集合)と問い合わせから,それに答えるために必要なプログラムを自動生成するシステムの試作。このシステムは現在append,initial,max,common_subseqなどを含む述語に対するプログラムを自動的に生成できる.ただしシステムの実装はまだ初歩的で,多大なメモリ空間を消費するため小さな問題しか解けない.1特定領域研究本年度の研究の目的は,仕様から等価変換ルールを生成する技術を提案することである.本研究の成果は次のとおりである。このシステムは現在append,initial,max,common_subseqなどを含む述語に対するプログラムを自動的に生成できる.ただしシステムの実装はまだ初歩的で,多大なメモリ空間を消費するため小さな問題しか解けない.
四肢及び脊椎の形成における転写制御因子δEF1の機能解析

δEF1はホメオドメインと二つのZn-fingerクラスターを同時に有する転写制御因子である。δEF1はDrosophilaのzfh1の脊椎動物における相同遺伝子と思われている。マウス胚発生過程においてδEF1は神経外胚葉や中胚葉由来の組織で発現がみられるが特に肢芽において強い発現が観察された。そこで四肢形成過程におけるδEF1の機能を明らかにするために第一にステージを追ってδEF1の発現を調べた。δEF1mRNAの発現は予定胚芽領域の側板中胚葉が肥大し始める時期からみられ、肢芽の進展に伴い後方部にその発現の限局が観察された。このような限局は四肢で発現するHoxDクラスターの遺伝子のものと類似していた。また四肢骨格のパターンが形成された後のステージにおいては手根骨を囲む間充織細胞や長骨の軟骨被膜で発現がみられた。第二にジーンターゲティング法により作製したδEF1変異マウス(Null-LacZ)において四肢形成がどのような影響を受けているか調べた。δEF1(Null-LacZ)変異体において手根骨及び足根骨の一部融合、長骨の短化及び一部湾曲、関節の形成不全などの異常が観察され、δEF1は四肢骨格形成に機能していることが明らかになった。また特にδEF1(Null-LacZ)変異体でみられた手根骨の表現型は複数のHox遺伝子(特にDクラスター)変異体において観察されたものと高い類似性がみられた。δEF1(Null-LacZ)変異体と異なり、これらのHox変異体において足根骨の表現型はほとんどみられないことからHoxとδEF1の転写制御因子としての機能は異なっていることが考えられ、δEF1遺伝子とHox遺伝子の間に何らかの相互作用が存在する可能性が示唆された。
青枯病菌コアエフェクターを利用した発病機構の解明と新規防除法の開発

植物ホルモン情報伝達経路に影響を及ぼすエフェクターを同定するため、約70種類の青枯病菌エフェクターを植物葉で一過的に発現させ、LC-MS/MS分析により各種植物ホルモンを定量した。その結果、ジャスモン酸(JA)の含量を上昇させるエフェクターとしてRipALを同定した。本エフェクターを発現させた植物では、JA含量の増加に伴う黄化症状に加え、JA応答遺伝子の発現量が増加した。これらのことから、RipALはJA情報伝達経路を活性化することが示唆された。一方、RipALを一過的に発現させた植物では、サリチル酸(SA)の含量とSA応答遺伝子の発現量が顕著に減少し、JA情報伝達経路と拮抗的な関係にあるSA情報伝達経路が抑制されていた。次に、植物免疫応答に及ぼすRipALの影響を明らかにするため、RipALを発現させた植物葉にflg22エリシターを処理して免疫応答を解析した。RipALを一過的に発現させた植物では、flg22処理で誘導される活性酸素種の生産や防御関連遺伝子の発現が顕著に抑制された。最後に、青枯病菌の病原性にRipALが関わるかどうかを明らかにするため、本エフェクターの欠損株を作出してナス科作物における病原性を調べた。トウガラシ葉においてripAL欠損株は壊死病斑の形成が遅延するとともに、増殖能の低下が認められた。また、青枯病菌の野生株はトウガラシにおいてJAの生合成を誘導したが、ripAL欠損株ではJA生合成の誘導能を喪失した。これらの結果から、青枯病菌は感染時にRipALを介してJA生合成を誘導することで拮抗的な関係にあるSA情報伝達経路を抑制し、自身の増殖に適した環境を植物内に作り出すと考えられた。青枯病菌エフェクターを植物で発現させ、各種表現型を解析した結果、植物の防御応答を特異的に抑制するエフェクターを約10種類特定した。これらの内、複数のエフェクターについて標的とする植物因子や情報伝達経路を同定しており、本研究はおおむね順調に進展していると判断する。本年度の研究において、植物の防御応答を抑制する複数のエフェクターを特定した。今後の研究では、これらのエフェクターの欠損株を作出し、青枯病菌の病原性に関与するかを明らかにする。さらに、当該エフェクターが標的とする植物因子や情報伝達経路に与える影響を分子レベルで明らかにする。
有機ハロゲン化合物の迅速無害化処理

今年度は、現在国内の都市ゴミ中の最多有機ハロゲン物質となったポリ塩化ビニル(PVC)、ならびに最近工業生産量が急増しつつある有機フッ素系樹脂の2種類の固体有機ハロゲン物質を対象とした還元的脱ハロゲン処理を検討した。PVCの脱塩素処理。平均重合度700のPVCの乾燥THF溶液に必要に応じてtert-BuOHを加え、この溶液を異なる処理条件のもとにナフタレンラジカルアニオンで処理した。H+源非存在下では塩素1原子あたり1.5倍の還元剤で脱塩素率は100%に達したが、処理ポリマーはTHFに不溶となった。H+源存在下では100%脱塩素させるのに2.5倍以上の還元剤が必要だが処理ポリマーはTHF可溶であるので、処理ポリマーの再利用の上で興味深い。H+非存在下の処理ポリマーは共役多重結合を有し、またナフチル基や環状構造も持つことがスペクトル分析から示された。つぎに還元法としてBirch法を検討した。この処理法は不均一系処理法であり、処理ポリマーの分離が容易であるのが特徴である。共溶媒THFを加えるとH+源が存在しても脱塩素率は向上した(最高87%)。処理ポリマーはいずれも黒色あるいは濃褐色を呈し、高融点の不溶性固体となり、ポリアセチレン類似の構造を持つことが示された。ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)の脱フッ素処理。化学的に極めて安定と思われているフッ素樹脂もナフタレニドにより穏和な条件下で還元的に脱フッ素した。ことに反応のほころび目(塩素)を持つPCTFEは容易に脱フッ素化した。例としてDaifloil-#10を1.5倍当量のナフタレニドで処理すると脱塩素率100%,脱フッ素率96%まで達した。一方THF不溶のDaiflon-M900ポリマーも同様の処理により脱塩素率100%脱フッ素率86%まで達した。PVCの脱塩素処理。
携帯端末を用いた膀胱留置カテーテル閉塞予防医師・看護師・介護者協働システムの構築

2018年度は、介護者のためのカテーテル管理モニタリングツール開発のため、膀胱留置カテーテルを使用している者の家族介護者を対象に調査を行った。調査目的は、『介護者のためのカテーテル管理モニタリングツール』開発のための基礎資料として,自宅で療養しているカテーテル留置者の介護者が行っているカテーテル管理の状況を明らかにすることと,今後介護者によるカテーテル管理を助けるための『介護者のためのカテーテル管理モニタリングツール』の介護者による活用の可能性を明らかにすることであった。調査の結果、家族介護者によるカテーテル管理状況(工夫点、困難点含む)とICT機器活用の意向と可能性を示唆する結果が明らかになった。この結果をもとに、介護者のためのカテーテル管理モニタリングツールに設ける項目と通信機能の必要性、表現方法の検討を行った。また、上記の結果を踏まえて、2018年度は、本研究の最終ゴールである『携帯端末を用いた膀胱留置カテーテル閉塞予防医師・看護師・介護者協働システムの構築』に向けて、2016年度に開発した「訪問看護師向け長期膀胱留置カテーテル閉塞予防・対応プロトコール」の修正と「介護者向けカテーテル管理モニタリングツール」・「医師用アプリケーション」の開発を行った。また、それぞれのアプリケーションには、2017年度の訪問看護師向け調査、2018年度の家族介護者向けの調査結果をもとに、通信機能に基づく相談機能を設けた。研究成果の公開では、2017年度に行った訪問看護師向け調査の論文作成を行った。本研究の最終ゴールは、『携帯端末を用いた膀胱留置カテーテル閉塞予防医師・看護師・介護者協働システムの構築』である。これまでに、協働システム開発に必要となる医師・看護師・介護者が使用するアプリケーションの開発は済んでいる。ただ、当初は、ネット上で、実際の訪問看護利用者を対象に実験検証を行う予定であったが、方法論の変更は2017年度と2018年度の調査結果をもとに行った。2019年度の予定は、『携帯端末を用いた膀胱留置カテーテル閉塞予防医師・看護師・介護者協働システムの構築』の完成と研究成果の発表である。『携帯端末を用いた膀胱留置カテーテル閉塞予防医師・看護師・介護者協働システムの構築』の完成は、模擬事例を用いての遠隔実証実験を行うこと。さらに、遠隔実証実験の結果をもとに、各アプリケーションの修正を図る。研究成果の発表は、2017年度の訪問看護師向けの調査結果の学会発表は済んでいるが一部論文化されていないため、現在投稿準備中である。また2018年度に行った家族介護者向け調査結果の学会発表と論文作成を行う。平成28年度は、前回の科研で作成した「訪問看護師向け長期膀胱留置カテーテル閉塞予防・対応プロトコール」の効果検証を行った。【対象】使用者である訪問看護師4名と使用対象者であるカテーテル留置者5名を対象に実施した。【使用期間・データ収集方法】2016年25月のうち2ヶ月間,訪問看護師は,カテーテル留置者への訪問看護時にプロトコールACを記入してもらった.【実施結果】使用期間中,カテーテル閉塞の発生がなかったため,使用されたのはプロトコールABのみであった.プロトコールABのチェック結果では,特にプロトコールBにおいて,ダブルチェックとチェック順番の間違えが生じていた.また,訪問看護師からの感想は,「字が小さくて,矢印の行き先がわかりにくい」「異常がなくても観察した結果を記入したい」「複数の観察結果があっての判断だと思う」などの意見がきかれた.【考察、本プロトコールの評価】ダブルチェックとチェック順番の間違えの原因は,1.樹形図による判断後の矢印の行き先がわかりにくかったこと,2.訪問看護師は複数の症状を同時に観察し判断しているため,樹形図に従い症状を一つずつ観察・判断しチェックする方法は使いにくかったことが考えられた.また,プロトコールAB共に図と文字が多く,一枚ですべての情報を記載しているため,見づらく,使いにくかったことが考えられた.そこで,訪問看護師が1観察すべき情報をコンパクトに閲覧できること,2各症状の観察を漏れなく順番通りに実施できること,3.複数の症状の観察結果を統合し判断できることを目指した改良の必要性があると考えた。次に上記の結果をもとに、明らかになった課題を解説すべく「訪問看護師向け長期膀胱留置カテーテル閉塞予防・対応プロトコール」のアプリケーション版を開発した。アプリケーション作成作業に時間がかかり、アプリケーション開発に関する学会発表は当初の予定よりも延期した。平成29年度は、開発した「訪問看護師向け長期膀胱留置カテーテル閉塞予防・対応プロトコール」アプリケーション版の効果検証を行った。【方法】対象は、訪問看護ステーション看護師とし、アプリケーション版の説明会を開催し、情報収集をグループインタビューにて行った。インタビューの内容は、(1)本プロトコールアプリ版の構成と内容、(2)操作性、(3)携帯性、(4)活用の可能性・効果・期待すること、(5)活用に向けて危惧することとし、最後に質問紙調査属性、本プロトコール電子版に関する意見・感想を行った。【結果・考察】(1)電子化したことによって、観察すべき情報が閲覧しやすく、順番通りに各症状を漏れなく観察できることを導くことは可能になったと考えられた。(2)観察結果を入力しなければ、次画面に進めないことから、経験豊富な看護師には、記録との二度手間の課題があった。

(3)医師や看護師が入力・閲覧できるツールとして発展できる可能性がある。ただしセキュリティの問題に対応する必要がある。(4)カテーテル閉塞の対応プロセスを見える化し、その実行を促すものであることから、新人訪問看護師にとって教材になる可能性がある。(5)入力事項は、介護者・本人セルフモニタリング能力の育成につながる可能性がある。この調査結果を踏まえて、介護者向けのセルフモニタリングツール開発の可能性を検討中であり、現在、介護者を対象とした調査実施に向けて倫理審査委員会受審中である。介護者向けの調査を今年度中に行う予定だったが、現在、倫理審査受審中であり、承認が得られ次第、調査を開始する予定である。2018年度は、介護者のためのカテーテル管理モニタリングツール開発のため、膀胱留置カテーテルを使用している者の家族介護者を対象に調査を行った。調査目的は、『介護者のためのカテーテル管理モニタリングツール』開発のための基礎資料として,自宅で療養しているカテーテル留置者の介護者が行っているカテーテル管理の状況を明らかにすることと,今後介護者によるカテーテル管理を助けるための『介護者のためのカテーテル管理モニタリングツール』の介護者による活用の可能性を明らかにすることであった。調査の結果、家族介護者によるカテーテル管理状況(工夫点、困難点含む)とICT機器活用の意向と可能性を示唆する結果が明らかになった。この結果をもとに、介護者のためのカテーテル管理モニタリングツールに設ける項目と通信機能の必要性、表現方法の検討を行った。また、上記の結果を踏まえて、2018年度は、本研究の最終ゴールである『携帯端末を用いた膀胱留置カテーテル閉塞予防医師・看護師・介護者協働システムの構築』に向けて、2016年度に開発した「訪問看護師向け長期膀胱留置カテーテル閉塞予防・対応プロトコール」の修正と「介護者向けカテーテル管理モニタリングツール」・「医師用アプリケーション」の開発を行った。また、それぞれのアプリケーションには、2017年度の訪問看護師向け調査、2018年度の家族介護者向けの調査結果をもとに、通信機能に基づく相談機能を設けた。研究成果の公開では、2017年度に行った訪問看護師向け調査の論文作成を行った。本研究の最終ゴールは、『携帯端末を用いた膀胱留置カテーテル閉塞予防医師・看護師・介護者協働システムの構築』である。これまでに、協働システム開発に必要となる医師・看護師・介護者が使用するアプリケーションの開発は済んでいる。ただ、当初は、ネット上で、実際の訪問看護利用者を対象に実験検証を行う予定であったが、方法論の変更は2017年度と2018年度の調査結果をもとに行った。開発した「訪問看護師向け長期膀胱留置カテーテル閉塞予防・対応プロトコール」のアプリケーション版の実行可能性について、調査・検討していく予定である。次年度は、介護者向けの調査をもとに、「訪問看護師向け長期膀胱留置カテーテル閉塞予防・対応プロトコール」アプリケーション版を介護者向けにセルフモニタリングを重視したたものを開発したいと考えている。また、開発したものをもとに、訪問看護師・医師・専門医・介護者・本人をつなぐネットワークシステムを開発していきたい。
身体拘束を解除した院内デイケア実施による看護師への教育効果の検証

高齢化に伴い認知症高齢者数は増加している。認知機能が低下した高齢者が安全・安心に入院加療できる体制を整備することは急務である。しかし、現在は患者の安全を確保する手段として身体拘束が多く実施されており、療養中の生活不活発を助長させ、在宅への退院を困難にさせる原因となっている。研究者は認知機能が低下し身体拘束を許容された高齢患者を対象に身体拘束を解除した院内デイケアを開設した(若手研究B)。本研究では、そのプログラムを病棟看護師とともに発展・展開させる。その経過を通して、看護師の身体拘束に対する意識の変化を分析し、院内デイケアがもたらす看護師への教育的効果を検証する。
移動マスクX線リソグラフィーにおける最適マスク移動パターン導出のアルゴリズム構築

本研究の目的は移動X線リソグラフィを用いて任意の3次元形状を実現するためのアルゴリズム構築である.昨年度までにマスク移動パターンを一次元に限定した場合において,レジスト表面における任意のエネルギー分布を与えるマスク移動パターン導出アルゴリズムを構築した.本年度は主にエネルギー分布と加工形状の変換手法の確立に関する研究を行った.1.断続照射による影響露光中はマスクの移動によって照射と停止の1サイクルが繰り返される.昨年度,1サイクル(約4080秒)の照射時間と停止時間の組合せを変化させることで,同じ照射量でも加工深さに影響を与えることを確認した.本年度は照射と停止の1サイクルを約510秒程度に短くした場合,その影響が無視できる程度であることを確認した.この結果から,マスク移動のサイクルを調整することによって断続照射が加工形状に与える影響を無視できると考えられる.2.溶解界面伝播解析エネルギー分布を加工形状に変換するとき,3次元的な溶解界面の伝播を考慮する必要がある.その場合まず必要となるデータは,レジスト内のX線吸収エネルギー分布,吸収エネルギー分布と溶解速度の関係である.一般的な方法では,吸収エネルギー分布は光源からレジストまでにX線が通過する材料の一般的な物性値を用いて算出されるが,実際使用した材料の正確な物性値が未知であるため誤差が生じる.そこで,正確な物性値を用いずに2つの必要なデータを計算する手法を提案し,計算結果の妥当性を検証することによってこの手法の有用性を実証した.また3次元の溶解界面伝播のシミュレーションを用いずに簡単な式を解くことによって加工形状を予測する手法を提案し,レジスト表面に簡単な階段状のエネルギー分布を与える実験において,上記の方法で得られたデータを適用して検証を行い,その有用性を実証した.本研究の目的は,移動マスク法を用いて任意の3次元形状を実現するための最適マスク移動パターン導出アルゴリズムを構築である.今年度は主に断続照射の影響解明,溶解界面伝播の解析,最適マスク移動導出アルゴリズム構築の3項目について研究を行い,以下の成果を得た.1断続照射の影響解明X線露光ではステージ移動によりX線照射-照射停止が周期的に起こる.以前は照射時間の累積のみで加工深さを決定していたが,1周期の照射時間を一定にし停止時間を変化させることで同一累積照射時間でも加工深さが異なることを明らかにした.この影響量を解析するため高分子の重合速度の理論を適用した化学反応量計算プログラムを作成し,これを用いて加工深さの検証を行い,実験結果を再現できることを明らかとした.2溶解界面伝播解析3次元の溶解界面伝播を計算するプログラムX3Dを用いた3次元形状予測の有用性の検証を行った.解析に必要なレジスト溶解速度の吸収量依存性を求めるため,様々な照射量における加工深さの現像時間依存性を実験により決定し,その結果から溶解速度のデータ解析を行った.次にX3Dの有用性検証のため,2重露光によって得られる簡単な階段状の照射量分布を与えて解析を行った.この実験により先鋭なニードルが作製され,X3Dによって誤差が約9%で3次元形状を予測できることを確認し,この方法の有用性を実証した.この2重露光による3次元加工は,研究より発見した溶解界面伝播のメカニズムを巧く利用した新技術として学術的産業的に有効な手法であり,その成果を査読付国際会議で発表した.3最適マスク移動導出アルゴリズム構築以前に構築したアルゴリズムに基づくプログラムでは,解析可能な対象が左右対称の照射量分布という制限があったため,プログラムを改良し,左右非対称の2次元的な照射量分布を実現するためのマスク移動パターン解析が可能なプログラムを構築した.本研究の目的は移動X線リソグラフィを用いて任意の3次元形状を実現するためのアルゴリズム構築である.昨年度までにマスク移動パターンを一次元に限定した場合において,レジスト表面における任意のエネルギー分布を与えるマスク移動パターン導出アルゴリズムを構築した.本年度は主にエネルギー分布と加工形状の変換手法の確立に関する研究を行った.1.断続照射による影響露光中はマスクの移動によって照射と停止の1サイクルが繰り返される.昨年度,1サイクル(約4080秒)の照射時間と停止時間の組合せを変化させることで,同じ照射量でも加工深さに影響を与えることを確認した.本年度は照射と停止の1サイクルを約510秒程度に短くした場合,その影響が無視できる程度であることを確認した.この結果から,マスク移動のサイクルを調整することによって断続照射が加工形状に与える影響を無視できると考えられる.2.溶解界面伝播解析エネルギー分布を加工形状に変換するとき,3次元的な溶解界面の伝播を考慮する必要がある.その場合まず必要となるデータは,レジスト内のX線吸収エネルギー分布,吸収エネルギー分布と溶解速度の関係である.一般的な方法では,吸収エネルギー分布は光源からレジストまでにX線が通過する材料の一般的な物性値を用いて算出されるが,実際使用した材料の正確な物性値が未知であるため誤差が生じる.そこで,正確な物性値を用いずに2つの必要なデータを計算する手法を提案し,計算結果の妥当性を検証することによってこの手法の有用性を実証した.また3次元の溶解界面伝播のシミュレーションを用いずに簡単な式を解くことによって加工形状を予測する手法を提案し,レジスト表面に簡単な階段状のエネルギー分布を与える実験において,上記の方法で得られたデータを適用して検証を行い,その有用性を実証した.
炎症に関連する脂溶性分子の有機合成による供給法の確立

以下の脂肪酸代謝産物の合成法を研究した。(1) 12-HHTおよび類縁体の合成:天然型の12-HHT (立体化学はS配置)と立体異性体を合成する方法を開発した。まず,Sharplessの不斉エポキ化反応を使って光学活性な(S)-ガンマ-ヨウ素化アリルアルコールを調製し,ビニルボランとの鈴木カップリング反応を行い,(E,E)-共役ジエンをもつ天然型12-HHTを合成した。さらに,水酸基を光延反転させて(R)-アルコールを合成し,上と同様の操作を行い12(R)-HHTを合成した。一方,ガンマ-ヨウ素化アリルアルコールにCuCNを反応させて調製したガンマ-シアノアリルアルコールをアルデヒドに変換し,Wittig反応を行い,(E,Z)-型異性体を合成した。(2)マレシン1の合成:シス,トランス,トランス共役トリエン構造を鈴木カップリングして合成する方法を開発した。すなわち,エンイン構造をもつアルコール中間体をリンゴ酸からの誘導により合成した。続いてエンイン部分をヒドロホウ素化した。一方,不斉炭素を持つ(R)-ガンマ-ヨウ素化アリルアルコール中間体をアセチレンケトンの不斉還元を経由して合成した。こうして合成した2つの中間体をPd触媒を用いて鈴木カップリングし,官能基変換するとプロテクチンD1が合成できた。(2)レゾルビンE1代謝産物の合成:シス,トランス共役ジエン構造をニッケル触媒を用いるカップリング反応を使って合成する方法を開発した。シス型のガンマ-ヨウ素化アリルアルコール誘導体の合成は完了し,もう一方のシス,トランス共役ジエン構造をもつアルコール誘導体の合成は途中まで進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。(1)プロテクチンD1の合成:まず,光学活性なガンマ-シリルアリルアルコールを相当するラセミ体のSharplessの不斉エポキシ化法を使って合成した。次に,シス型のγ-ブロモアリルアルコールに変換し,これにアセチレンを連結した。最後にアセチレン部位をヒドロホウ素化して,ビニルボラン中間体を調製した。一方,トランス型のガンマ-ヨウ化アリルアルコール中間体を不斉合成した。今後,両者を鈴木カップリング反応を使って連結し,脱保護,カルボン酸部位の構築を経てプロテクチンD1を合成する予定でいる。(2)グリシドールから1-ヨウ化-1Z-アルケニル-3-アルコキシ中間体を簡便に合成する方法の開発を行った。まず,TESCl(Et3SiCl)を用いて水酸基を保護し,エポキシ環を有機金属試薬を使って開環した。生成した水酸基をTES基で保護した。続いて,Swern酸化すると1級の炭素が選択的にエポキシ基に酸化された。その後,Stork-Wittig反応を行なったところ約95%のシス選択性で目的化合物を得ることが出来た。(2)マレシン1の合成:プロテクチンD1の合成と同様の手法に準じて,それぞれのパーツを合成した。現在,カップリング反応を検討している。(3)12-HHTおよび類縁体の合成上述した合成法に準じてキー中間体を不斉合成し,鈴木カップリング反応を行い,(E,E)-共役ジエンをもつ天然型12-HHTを合成した。一方,ガンマ-シアノアリルアルコールをアルデヒドに変換し,Wittig反応を行い,(E,Z)-型異性体を合成した。現在,ケトン体を合成している。(4)五員環に2つの側鎖がシス配置で結合している植物由来の不飽和脂肪酸代謝産物の合成に成功した。シス型のガンマ-ヨウ素化

アリルアルコール誘導体の合成は完了し,もう一方のシス,トランス共役ジエン構造をもつアルコール誘導体の合成は途中まで進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。意識して,緻密な研究計画を立てている。実験結果に対する考察も頻繁に行っている。本研究では,脂肪酸代謝産物を合成する。当初掲げた化合物を合成しているが,時間を見つけて,更なる研究を遂行する。さらに,予定以上の成果を出せる様にする。
ストレージネットワーキングによる次世代ユーティリティ・ストレージの実現

前年度の研究から引き続き、ストレージネットワークによる共有ディスクアーキテクチャを採用するクラスタシステムに関する動的負荷分散及び動的資源調整に関する論文が学会論文誌に採録された。研究第二年度である平成16年度においては、昨年度の研究成果であるIOアクセスログの抽出及び可視化機構を応用し、各種DBMSとアプリケーションにおけるデータベース性能悪化要因を検証した結果、データベースの更新操作により発生するストレージ装置における記憶空間の構造劣化がデータベース性能に多大な影響を与えることが判明した。このことから、ストレージ装置内で装置の有するプロセッサおよびディスクキャッシュメモリを動的にデータベース再編成コードに割り当てることにより、ストレージ装置内でデータベースを再編成し、構造劣化を解消し、性能を回復させる自己再編成ストレージ(Self-Reorganizing Storage)なるストレージシステムの基本検討を行った。また、ストレージ装置の有する高い内部帯域を有効利用するための並列パイプライン化データ処理、並びに物理アドレスレベルIOスケジューリング、安全かつ高速にオンライン再編成を実現するためにデータベースログに含まれる物理アドレス情報を利用する高速ログ適用処理(ログ畳み込み及びログ整列)の詳細検討を行った。試作機としてLinuxオペレーティングシステムを有するPCサーバとファイバチャネルSANを用い、商用DBMSであるHiRDB及びオープンソースDBMSであるMy SQLに対応した試作機を実装した。試作機を用いて、主要なデータベース・ベンチマークであるTPC-H及びTPC-Cのデータセットを対象とした実験を行い、構造劣化の解消をストレージ装置内で実現可能であることを実証するとともに、従来的なサーバソフトウェアにおけるオフライン再編成機構との比較において概ね1桁高速に再編成が可能であるとの結果を得た。以上の研究成果を既に研究会及びワークショップで発表するとともに、論文にまとめ、国際会議及び学会論文誌に投稿した。前年度の研究から引き続き、ストレージネットワークによる共有ディスクアーキテクチャを採用するクラスタシステムを対象とした動的負荷分散並びに動的資源調整に関して論文をまとめ、学会誌に採録を決定された。研究初年度である平成15年度においては、ユーティリティ・ストレージにおける「アクセスログ情報のマイニングによる自律的高性能スケジューリング」の実現のため,情報システムにおける複数の入出力機構から横断的にストレージアクセスのログ情報を取得する機構、取得されたアクセスログ情報から性能改善に寄与する知識を抽出する機構に関して、調査並びに手法の検討を行った。また研究を進める上で必要な実験環境の整備、基礎的な実験を行った。以上に基づき、入出力機構(デバイスドライバ等のソフトウェア、及びファイバチャネルによるストレージネットワーク)からストレージアクセスのログ情報を取得する機構に関して詳細設計を行い、Linuxオペレーティングシステムにおいて実装した。また、取得したログ情報をアプリケーションであるDBMSの問い合わせアクセスログと結合して処理するツール群、性能改善に寄与する知識抽出のため視覚的にドリルダウン可能なGUIソフトウェアを開発した。さらに、当該機構を用いて、商用DBMS並びに主要なデータベース・ベンチマークであるTPC-C及びTPC-Hを用いた環境においてアクセスログを取得し、ストレージへのアクセススケジューリングを改善することによりシステムの性能改善が可能であると思われる幾つかの具体的なケースを抽出した。今後、上記の成果を発展させ、適用アプリケーションを拡大すると共に、抽出された性能改善のための知識をアクセススケジューリングへ反映させることにより有効性を確認し、論文にまとめる予定である。
多孔質担体充填マイクロツールを利用した単一細胞からの遺伝子発現解析法の開発

本研究では、標的とする単一細胞から微量なmRNAを効率的に回収し、遺伝子発現解析を可能とする系の構築を目的とした。基板上に細胞をアレイ化し標的細胞を分取するマイクロツールや、網羅的なmRNA抽出を可能とする多孔質担体充填マイクロツールを作製し、全血中の単一免疫細胞からのレセプター遺伝子や抗体遺伝子の発現解析およびシークエンス解析に利用し、本技術の単一細胞解析における有効性を示した。詳細な細胞情報の獲得を目的として、単一細胞の解析技術が注目を集めている。しかしながら、微量な単一細胞成分を扱うことは今尚困難であり、その効率的なハンドリングを可能とするツールの開発が求められている。本研究では、単一細胞の分離、mRNAの回収、逆転写反応、PCRまでの遺伝子解析に必要とされるプロセスを効率的かつ簡便に行えるマイクロツールの開発を行う。ここで、マイクロツールの材料として多孔質構造を持つモノリスシリカを利用し、効率的なmRNA抽出を図る。特に、全血中の単一免疫細胞からのレセプター遺伝子や抗体遺伝子の発現解析、及びシークエンス解析を可能とする系を構築することを目的としている。平成20年度においては、アレイ状の貫通孔にpoly(dT)固定化モノリスシリカを形成した基板の作製を目的とし、作製法の検討を行った。細胞懸濁液を基板上に滴下することにより、一細胞を各貫通孔内に捕捉することが可能であった。さらに、基板上に捉えた細胞を溶解させ、細胞内容物をpoly(dT)固定化モノリスシリカと反応させることで、mRNAをモノリスシリカに吸着させて回収することが可能であることを確認した。また、モノリスシリカの充填された孔内において逆転写反応、PCRによるターゲット遺伝子の増幅を行うOneStep RT-PCRを用いる遺伝子解析法についても検討を行った。反応条件を検討することで、基板上に捉えた細胞に対してOneStep RT-PCRを行うことにより、特異的遺伝子を増幅する事が可能となった。これらの知見をもとに、遺伝子増幅効率を向上させるためにPCR反応条件の検討を重ねており、今後はT細胞探索時にサイトカイン分泌量などを同時に評価し、細胞活性とTCR配列の関連性について評価を行う予定である。本研究では、単一細胞の分離、mRNAの回収、逆転写反応、PCRまでの遺伝子解析に必要とされるプロセスを効率的かつ簡便に行えるマイクロツールの開発を目的とする。本年度は、昨年度までに開発したマイクロツールを用いて、全血中の単一免疫細胞からのレセプター遺伝子や抗体遺伝子の発現解析、及びシークエンス解析を可能とする系の構築を行った。本ツールを用いた手法が単一細胞の遺伝子発現解析に利用できることを確認するために、単一T細胞を分取し、ハウスキーピング遺伝子(β-actin, GAPDH)のmRNA発現量の評価を行った。Real-time PCRを用いた測定の結果、それぞれのコピー数は約1600,2000copies/cellと算出され、本手法によって単一細胞からの遺伝子発現解析が行えることが示された。また、イメージングによって予め細胞サイズを計測し、mRNA発現量を評価したところ、その発現量は細胞サイズに依存することが示唆された。血清供給または血清飢餓条件にて培養を行ったT細胞の単一細胞レベルでのβ-actin mRNA発現量の変動を定量評価したところ、血清供給条件においてβ-actinの発現に誘導が確認された。さらに、T細胞レセプターや表面抗原遺伝子を逆転写PCRによって増幅し、シークエンス解析可能なことがわかり、本手法を用いた単一細胞の遺伝子解析法の有効性が示された。
マイクロガスタービン内部熱流動数値シミュレーター開発のための基礎的研究

DNS, LESは,熱流体の現象を解明する1ツールとして確固たる地位を築き,基本的な流れ場に対してほぼデータベースが構築されつつある.本研究代表者の佐竹も,円管内乱流,衝突噴流,チャネル乱流について行った.しかし,そのDNSの多くは直交座標系及び円筒座標などに限られ,計算領域内に円柱などの物体が生じる場合は,その物体面に対してメッシュを配置する境界適合座標が用いられる.工学的要求からの複雑形状に適用にはいたっていない.Immersed Boundary Technique法は物体にあわせて計算格子を作らず体積力によって形状の効果を取り入れることが可能である.本研究はこの手法が体積力で表現されることに着目し,この利点を生かし計算格子に依存せず複雑形状を扱える計算アルゴリズムでLESを用いたマイクロガスタービン専用のシミュレーターの製作のための基礎的研究を行った.(1)突起を有する流れ場について体積力評価を行い、さらに温度方程式への適用を行った(2)発達部にImmersed Boundary Technique法を用いリブを取り付けた二重円管内乱流の計算を行った(3)(2)の計算において基本的な流れ場の物理量及び温度場のパラメータの評価を行った。(4)物性値変化が扱えるようコードの変更を行った。DNSの多くは直交座標系及び円筒座標などに限られ,計算領域内に円柱などの物体が生じる場合は,その物体面に対してメッシュを配置する境界適合座標が用いられる.工学的要求からの複雑形状に適用にはいたっていないImmersed Boundary Technique法は物体にあわせて計算格子を作らず体積力によって形状の効果を取り入れることが可能である.本研究はこの手法が体積力で表現されることに着目し,この利点を生かし計算格子に依存せず複雑形状を扱える計算アルゴリズムでLESを用いたマイクロガスタービン専用のシミュレーターの製作のための基礎的研究を行う.平成14年度は以下のようである.(1)回転壁を有する複雑流路内部における乱流熱輸送機構解明円管壁回転体は,回転数に依存するため高回転を仮定した。次年度以降行われる回転体をImmersed Boundary techniqueを使って表現する計算に役に立てるために基礎的な平均流速及び熱分布当を求めた.さらに乱流エネルギ収支式を求めたこの計算はより多くの形状点を必要とするため、この数値実験は申請した高速パーソナルコンピュータ4台並列マシンを用いて行われた.プログラムはすべてMPIにより並列化されている.(2)基本的問題においての体積力評価を行う.例として,Voltex Dipole問題の計算を行い磁場を与え体積力の評価を行い,本手法の評価を行った.DNSの多くは直交座標系及び円筒座標などに限られ,計算領域内に円柱などの物体が生じる場合は,その物体面に対してメッシュを配置する境界適合座標が用いられる.工学的要求からの複雑形状に適用にはいたっていないImmersed Boundary Technique法は物体にあわせて計算格子を作らず体積力によって形状の効果を取り入れることが可能である.本研究はこの手法が体積力で表現されることに着目し,この利点を生かし計算格子に依存せず複雑形状を扱える計算アルゴリズムでLESを用いたマイクロガスタービン専用のシミュレーターの製作のための基礎的研究を行う.今年度は、温度場に関して複雑流路を扱い検討を行った。平成15年度は以下のようである.(1)温度場における壁面・流体連成解析2次元Voltex Dipole問題において壁面材料を考慮した計算を行った。また、人工的に壁面側の熱伝導率等のパラメータを変化させ計算を行い、材料内部の熱応力も含めた検討をおこなった。(2)突起を有する温度場における壁面・流体連成解析DNS, LESは,熱流体の現象を解明する1ツールとして確固たる地位を築き,基本的な流れ場に対してほぼデータベースが構築されつつある.本研究代表者の佐竹も,円管内乱流,衝突噴流,チャネル乱流について行った.しかし,そのDNSの多くは直交座標系及び円筒座標などに限られ,計算領域内に円柱などの物体が生じる場合は,その物体面に対してメッシュを配置する境界適合座標が用いられる.工学的要求からの複雑形状に適用にはいたっていない.Immersed Boundary Technique法は物体にあわせて計算格子を作らず体積力によって形状の効果を取り入れることが可能である.本研究はこの手法が体積力で表現されることに着目し,この利点を生かし計算格子に依存せず複雑形状を扱える計算アルゴリズムでLESを用いたマイクロガスタービン専用のシミュレーターの製作のための基礎的研究を行った.(1)突起を有する流れ場について体積力評価を行い、さらに温度方程式への適用を行った(2)発達部にImmersed Boundary Technique法を用いリブを取り付けた二重円管内乱流の計算を行った(3)(2)の計算において基本的な流れ場の物理量及び温度場のパラメータの評価を行った。