hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
西南日本の地震発生域における地殻不均質構造推定による地震発生過程についての研究

地震発生メカニズムを調べるため、本研究では、震源域下における不均質構造がどのように地震発生に影響を与えるのか、についての考察を与えることを目的として、内陸地震の地震発生域下に見られる不均質構造の共通因子を抽出し、それらの不均質構造が地震発生に果たした役割について考察する。まず、中国地方において、山陰地方で発生したマグニチュード6以上の地震が、深さ15-25kmの反射波の強度が高い領域の境界で発生していることが共通する特徴として抽出された。用いる波の周波数を変えた解析でも同じように検出され、不均質構造の特徴的なサイズは一意ではないことが伺えた。解の分解能から断定はできないが、断層が異なる物質の境界に位置し下部地殻までほぼ鉛直な断層の下部延長が存在する可能性を示唆するものと考えられる。続いてこうした特徴が他の似たテクトニックセッティングを持つ1948年にM7.1の福井地震が発生した北陸地方で見られるか検証した。本地域において同様の地殻内近地地震の波形記録を使用し、中国地方と同様の反射法解析を行うことにより、深さ0-100kmの不均質構造の抽出を行った。その結果、フィリピン海プレート、Moho面からの反射を検出することができ、同地域での深さがそれぞれ50-60km、40km程度と推定された。深さ20-25km程度にも明瞭な反射波層が検出された。深さ15-25kmで断層(の深部延長を含む領域)を横切る方向に反射波の強度が断層のはさんで大きく変化していることがわかった。以上により、山陰地方と北陸地方の両方で横ずれ断層を持つ震源が反射波の強度の高低の境界に位置することがわかった。2000年鳥取県西部地震ではこの境界面が断層面とほぼ一致したため、断層の深部延長として機能し、地震発生に結びついたという可能性が示唆される。本研究では、地震発生メカニズムを推定するために、震源域下における不均質構造がどのように地震発生に影響を与えるのか、についての知見を得るべく、内陸地震の地震発生域下に見られる不均質構造の共通因子を抽出し、それらの不均質構造が地震発生に果たした役割について考察する。本年度は、マグニチュードが6以上の地震が過去150年で10個以上発生している中国地方において、反射法解析により最上部マントルまでの不均質構造の抽出を行った。まず、2000年鳥取県西部地震の震源域において稠密臨時観測網による余震の波形解析を行い、詳細な反射構造を推定した。それらの結果、3つの反射波層(コンラッド面、モホ面、フィリピン海プレート上面と結論づけた)を検出し、(1)下部地殻の厚さが本震震源の直下で変化していること、(2)本震断層の両側のおける反射波の強度が異なり、断層の鉛直な下部延長があることがわかった。次に、2000年鳥取県西部地震震源域で見られた反射波層がどのように広がっているかについて広域のデータ・観測網を用いて調べた。この解析と2000年鳥取県西部地震震源域における解析を統合することにより、モホ面とフィリピン海プレート上面の広がりを詳細に推定し、フィリピン海プレートの先端が中国地方北部にまで達していることがわかった。さらに、三瓶山や大山などの火山下16-22kmに反射波層を検出した。これらの位置は2000年鳥取県西部地震を含むマグニチュードが6以上の地震と相関があった。データの分解能のため予察的な結論ではあるが、山陰地方で発生した地震が2000年鳥取県西部地震と同じように、断層が異なる物質の境界に位置し下部地殻までほぼ鉛直な断層の下部延長が存在する可能性が示唆された。これらの結果は、山陰地方における火山の成因、および、地殻内地震の発生メカニズムを推定することに大きく寄与すると考えられる。

以上により、山陰地方と北陸地方の両方で横ずれ断層を持つ震源が反射波の強度の高低の境界に位置することがわかった。2000年鳥取県西部地震ではこの境界面が断層面とほぼ一致したため、断層の深部延長として機能し、地震発生に結びついたという可能性が示唆される。
脳内NADPHオキシダーゼ活性測定を目的とするPETトレーサの開発

本研究の目的は脳内のニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸オキシダーゼ(NOX)活性を測定するためのポジトロン断層撮像法(PET)トレーサを開発することである。1-[11C]Methyl-1,4-dihydroquinoline-3-carboxamide ([11C]DHQ1)は、マウス脳ホモジネート中における酸化速度がNOX阻害剤アポシニンおよびNOX1阻害剤ML171により濃度依存的に低下することが、前年度、明らかとなった。今年度は、NOX1およびNOX2欠損マウスを用いて、脳ホモジネート中における[11C]DHQ1の酸化速度および脳内動態の評価を行い、NOXに対する特異性を検証した。その結果、NOX1およびNOX2欠損マウスの脳ホモジネート中における酸化速度は対照群と有意な差は認められなかった。また、[11C]DHQ1の脳内動態に関しても、NOX1およびNOX2欠損マウスと野生型マウスとの間に大きな変化はなく、インビボにおける酸化速度の指標である保持率に有意な差は認められなかった。これらのことから、脳内の[11C]DHQ1酸化に対するNOX1およびNOX2の寄与は低いと考えられる。また、ML171の構造からチトクロームP450(CYP)の関与が推測されたので、[11C]DHQ1の酸化に対するその影響を検証したところ、CYP阻害剤により[11C]DHQ1の酸化速度が有意に低下した。以上の結果より、[11C]DHQ1はNOX活性測定用トレーサとしては再設計が必要である。一方で、[11C]DHQ1の酸化に対してCYP阻害剤による阻害効果が認められたことから、[11C]DHQ1は脳内のCYP活性のインビボイメージングトレーサとしての可能性が見出された。ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸オキシダーゼ(NOX)は活性酸素種を産生し、生体内に侵入する病原体を殺菌するという重要な役割を担っている。脳では適度な活性酸素種は記憶や学習機能に必要であると考えられており、生体防御システムに加えて、NOXがこの機能に関与している。従って、インビボにおける脳内のNOX活性の測定は脳疾患の病態解明や早期診断に大きく貢献するものと考えられる。そこで、本研究では脳内のNOX活性を非侵襲的に測定するためのポジトロン断層撮像法(PET)用トレーサの開発を行った。初年度は、血液脳関門を通過し、脳内でNOXにより水溶性化合物に酸化される代謝変換型の候補化合物の標識合成を行った。候補化合物としては、1-methyl-1,4-dihydroquinoline-3-carboxamideおよびその類似体を設計した。11C標識化合物は前駆体のキノリン誘導体を[11C]ヨウ化メチルによりメチル化した後、生じた四級塩を還元することにより得ることができたが、ジヒドロイソキノリン環を有する候補化合物に関しては、メチル化および還元反応ともに反応性が悪く、十分な量が得られなかった。また、これらの代謝変換型候補トレーサに加えて、結合型トレーサとしてNOX阻害剤アポシニンの[11C]ヨウ化メチルによる標識合成を行った。その結果、主生成物は異性体の3'-hydroxy-4'-[11C]methoxyacetophenoneであったが、塩基を添加することにより[11C]アポシニンの異性体に対する生成比を向上させることができ、[11C]アポシニンを得ることにも成功した。本年度の研究では、血液脳関門を通過し、脳内でNOXにより酸化されることが期待される代謝変換型の候補化合物として1-methyl-1,4-dihydroquinoline-3-carboxamideおよびその類似体の11C標識合成を行った。その結果、ジヒドロイソキノリン環を有する化合物以外の11C標識体は得ることができた。さらに、代謝変換型トレーサに加えて、結合型トレーサとしてNOX阻害剤の[11C]アポシニンも得ることができた。しかしながら、当初の計画よりも合成に時間がかかったため、計画していたインビトロにおける代謝変換型トレーサの評価を行うことができなかった。酸化ストレスや生体防御システムに重要な役割を果たすニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸オキシダーゼ(NOX)活性のインビボ測定は脳疾患の病態解明や早期診断に大きく貢献すると期待される。これまでに酸化還元トレーサとして開発した1-[11C]methyl-1,4-dihydroquinoline-3-carboxamide([11C]DHQ1)あるいはこの類似化合物を用いて脳内のNOX活性を測定できるのではないかと考え、前年度は、代謝変換型の候補化合物としてこれらの合成を行った。今年度は、予定していたインビトロでの評価に先立ち、[11C]DHQ1とその類似体の脳内動態を比較検討した結果、新規[11C]ジヒドロキノリン誘導体は[11C]DHQ1よりも高い脳内取り込みが認められた。しかしながら、脳内放射能は最大値に達した後、酸化されることなく速やかに減少したことから、新規[11C]ジヒドロキノリン誘導体はNOXトレーサとして不適当であると判断し、インビトロにおける特異性の評価には[11C]DHQ1のみを用いて行った。マウス脳ホモジネート中の[11C]

DHQ1の酸化速度はNOX阻害剤アポシニンおよびML171により濃度依存的に低下したが、VAS2870およびplumbaginでは対照群と同程度であり酸化速度の低下は認められなかった。アポシニンは非選択的なNOX阻害剤であり、ML171はNOX1に対する特異性が高いことから、[11C]DHQ1はマウス脳内でNOX1により特異的に酸化されるものと考えられる。以上、今年度の研究により、代謝変換型トレーサ[11C]DHQ1による脳内のNOX活性イメージングの可能性が示唆された。本年度の研究では、前年度未実施のマウス脳ホモジネートにおける候補化合物の酸化速度に対するNOX阻害剤の影響の評価および本年度計画の候補化合物の動態の評価を行った。その結果、新規[11C]ジヒドロキノリン誘導体はNOXトレーサとして不適当であったものの、[11C]DHQ1のインビトロにおける酸化速度がNOX1特異的阻害剤により低下したことから、[11C]DHQ1によるNOX活性イメージングの可能性を示すことができた。しかしながら、本年度計画のNOX欠損マウスを用いたトレーサの評価を行うところまで至らなかったので、やや遅れているとした。本研究の目的は脳内のニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸オキシダーゼ(NOX)活性を測定するためのポジトロン断層撮像法(PET)トレーサを開発することである。1-[11C]Methyl-1,4-dihydroquinoline-3-carboxamide ([11C]DHQ1)は、マウス脳ホモジネート中における酸化速度がNOX阻害剤アポシニンおよびNOX1阻害剤ML171により濃度依存的に低下することが、前年度、明らかとなった。今年度は、NOX1およびNOX2欠損マウスを用いて、脳ホモジネート中における[11C]DHQ1の酸化速度および脳内動態の評価を行い、NOXに対する特異性を検証した。その結果、NOX1およびNOX2欠損マウスの脳ホモジネート中における酸化速度は対照群と有意な差は認められなかった。また、[11C]DHQ1の脳内動態に関しても、NOX1およびNOX2欠損マウスと野生型マウスとの間に大きな変化はなく、インビボにおける酸化速度の指標である保持率に有意な差は認められなかった。これらのことから、脳内の[11C]DHQ1酸化に対するNOX1およびNOX2の寄与は低いと考えられる。また、ML171の構造からチトクロームP450(CYP)の関与が推測されたので、[11C]DHQ1の酸化に対するその影響を検証したところ、CYP阻害剤により[11C]DHQ1の酸化速度が有意に低下した。以上の結果より、[11C]DHQ1はNOX活性測定用トレーサとしては再設計が必要である。一方で、[11C]DHQ1の酸化に対してCYP阻害剤による阻害効果が認められたことから、[11C]DHQ1は脳内のCYP活性のインビボイメージングトレーサとしての可能性が見出された。次年度は、平成28年度に行うことができなかった実験を遂行するとともに、当初の平成29年度計画を実施する。具体的には、マウスの脳ホモジネート中における11C標識候補トレーサの酸化速度の評価、PETによるインビボ評価を行う。また、NOX阻害剤およびNOX欠損マウスを用いて、11C標識候補トレーサのNOXに対する特異性/アイソ
漢民族と少数民族の語り物に関する比較研究

本研究は、文献研究と中華人民共和国広西壮族自治区におけるフィールドワークを併用し、中国の民衆に広く愛好されてきた語り物文芸のひとつである「梁三伯与祝英台」の諸テキスト(漢族による漢語のもの、少数民族による漢語のもの、少数民族による少数民族語のもの)を収集し、それらの関連性を分析することによって、中国の文化的多様性と画一性を検討することを試みたものである。本研究は、文献研究とフィールドワークを併用して、中国の文化的多様性と画一性、なかでも漢族と少数民族の間に見られる多様性と画一性を検討するという、研究の全体構想の一部分であり、本研究におけるその具体的な課題は、中国の民衆に広く愛好されている語り物文芸の演目「梁山伯と祝英台」のテキスト(漢族による漢語のもの、少数民族による漢語のもの、少数民族による少数民族言語によるもの)を比較検討し、テキスト間の関連性を解明することである。本年度は、文献調査において「梁山伯と祝英台」のテキストを収集すること、フィールドワークにおいて、現在も口頭で伝承されている「梁山伯と祝英台」の存在を確認することを目的とした。文献調査は中華人民共和国広西壮族自治区図書館、広西壮族自治区柳州市立図書館、香港特別行政区図書館などで実施し、漢族による漢語のテキストとして、「祝英台」「梁山伯与祝英台」「祝英台別友」などの漢族の古典劇の台本を35種類、「梁山伯与祝英台」「英台回郷」など漢族の語り物テキストを15種類収集した。また中華人民共和国広西壮族自治区南寧市および柳州市におけるフィールドワークにおいて、同地域で現在も「梁山伯与祝英台」を主題とした物語歌が辛うじて伝承されていることを確認するとともに、伝承されてきた手書きのテキストの存在を確認した。これらの存在が確認できた物語歌については、平成23年度に映像記録化できるよう、物語歌の歌い手と協議をすすめているところである。またテキストの比較にむけた作業として、これらの収集したテキストの一部を電子テキスト化した。本研究は文献研究とフィールドワークを併用して、中国の文化的多様性と画一性、なかでも漢族と少数民族の間に見られる多様性と画一性を検討するという、研究の全体構想の一部分である。そのなかにあって、本研究における具体的な目的は、中国の民衆に広く愛好されている語り物文芸の演目のひとつである「梁山伯と祝英台」の諸テキスト(漢族による漢語のもの、少数民族による漢語のもの、少数民族による少数民族語のもの)を比較検討し、諸テキスト間の関連性を解明することである。本年度は、昨年同様に文献調査において「梁山伯と祝英台」のテキストを収集するとともに、民間で口頭で伝承されている「梁山伯と祝英台」を伝承者にうたってもらい、それを映像記録化した。文献調査は、中華人民共和国広西壮族自治区の広西民間文学研究会、広西壮族自治区図書館、柳州市図書館、香港特別行政区図書館などで実施し、広西地区において民間で伝承されてきた「梁山伯祝英台」のテキストを7種類収集した。また広西壮族自治区武鳴県および柳州市において、当該地の歌物語の伝承者に、「梁山伯と祝英台」をうたってもらい、それを映像記録化するとともに、関連知識について聞き書きをおこなった。本研究は文献研究とフィールドワークを併用して、中国の文化的多様性と画一性、なかでも漢族と少数民族の間に見られる多様性と画一性を検討するという研究の全体構想の一部分である。そのなかにあって、本研究における具体的な目的は、中国の民衆に広く愛好されている語り物文芸のひとつである「梁山伯与祝英台」の諸テキスト(漢族による漢語のもの、少数民族による漢語のもの、少数民族による少数民族語のもの)を比較検討し、諸テキスト間の関連性を解明するものである。本年度は、昨年撮影した広西壮族自治区武鳴県と柳州市の壮語による「梁山伯与祝英台」の歌の掛け合いを、歌い手に聞き書きをしながら、文字テキスト化した。また柳州市の壮族の漢語による「梁山伯与祝英台」の歌の掛け合いを映像記録化するとともに、上記の手順で文字テキスト化した。壮語の「歌本」は地元では古壮文字で記載される。古壮文字は漢字系文字であるが漢字ではないので、コード表に文字が存在せず、コンピュータ上では文字データではなく画像データとして扱うしかなかった。研究の最終年度末になってではあるが、古壮文字をコンピュータ上で扱える仕組みが整い、これまで収集してきたテキストが、文字データとして扱えるようになった。収集したテキストの一部を、アルファベット表記の現代壮字、古壮字、国際音標文字によって表記し、対応する漢訳と日本語訳を付し、『人間文化研究』第30号に掲載した。文献収集に関しては、図書館所蔵の文献だけではなく、民間写本も入手するなど順調である。フィールドワークについても、今年度の目標である歌物語を映像記録することについては達成できている。

24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は、映像化したものをテキスト化するという大きな仕事が残っている。これについては、現地の歌い手たちの協力のもとに、音声データを書き起こしする予定である。またこれまで収集したテキストを電子データ化し、データベース化するという作業を完成させたい。電子データ化については、少数民族言語の文字表記が特殊なため、それを電子データの上でどのように取り扱うのが適切かを考える必要がある。チュナム文字(ベトナム)の例などを参考にしながら、テキストのデータベース化において最も適切な方法で実施したい。
中世アイスランド社会と王権―ノルウェー王との関係を軸として―

1.法改正:平成21年度前半期は、1271年と1280年の二度にわたっておこなわれた法改正の過程を『司教アールニのサガ』を主史料として分析した。6月の日本西洋史学会における口頭発表はその成果である。ノルウェー王の授与した新法典の承認に際しては、アイスランド人住民と王の使節との対立が生じ、論争の過程で法に対するふたつの異なる認識、すなわち法の共有というアイスランドの慣習と法の占有という新たな君主理念との違いが浮き彫りとなった。さらに、ノルウェー王の従士となっていたアイスランド人有力者層が、王への責務とアイスランドの利害の代弁者という役割を同時に担い、王権とアイスランド住民間の交渉を主導していた様子も観察できた。2.サガと王権:後半期にはアイスランド大学人文学科・中世学修士課程に聴講生として留学し、研究を進めた。同機関においては、主にアイスランド中世文学研究の最新の成果にふれることができ、13世紀にピークを迎えるアイスランド固有の散文物語・サガの作成活動と社会情勢の変化との関連について、今後の研究遂行のための見通しを得た。アイスランド文学史において、14世紀以降は文学・社会の「衰退」期と捉えられてきたが、近年若手研究者を中心に再考が進んでいる。その主張の骨子に、かつては「衰退」の証左とみられていた14世紀以降の海外文学への関心の高まりを、王の臣民となったアイスランド住民の新たなアイデンティティの表出と捉え直す見方がある。そのような視点の転換からも、特に1270年代以降に具体化する王権支配がアイスランドとスカンディナヴィア、さらにはヨーロッパの中心部との距離を縮める役割を果たし、それに対するアイスランド社会のさまざまな反応がサガに保存されている可能性の高いことが示されつつある。1260年代、アイスランドはノルウェー王に臣従と貢税を誓約し、その「貢税地」となる。近代以降の歴史観にも多大な影響を与えたこの事件の再解釈が、本研究の当面の課題である。まず、平和維持と税負担という側面から13世紀の社会変容を分析すると、少なくとも臣従誓約の時点では、アイスランドの農民たちが、治安維持能力を失った在地権力の代替として、ノルウェー王を選択した可能性が浮上した。その知見を背景として、今年度は広域的な関係の中でアイスランドの政治状況を把握すべく、ノルウェー王/宮廷にとってのアイスランドの位置を、アイスランド人従士の立場に焦点を当て考察した。13世紀のノルウェーでは、王の従士団が宮廷を構成し行政機能を担っていた。貢税地の統治も官職を与えられた従士が担うが、アイスランドに関しては、他の貢税地と比して在地有力者の役人就任率が高かったことが指摘されている。13世紀を描写対象とした「同時代サガ」の記述からは、アイスランド人有力者が臣従以前から宮廷への往来や従士契約を通し、王との直接的な結びつきを持っていたことが確認できる。臣従以後は特に、彼らがアイスランド内部と王権側との調整役となり、政治的意思を伝える回路の役目を果たしていた。しかし、1270代年以降は、法改正等を焦点とし、アイスランド人とノルウェー宮廷との間で、慣習と理念の齟齬が顕在化する。そのような状況の変化に、アイスランド人がいかに対応してゆくのかを今後の検討課題とする。今年度までの考察により、少なくとも、王権受容による断絶ではなく、長期的な社会体制の変容過程を想定することが、アイスランドの「中世」をより有機的に把握する上で重要であることは確認された。アイスランド内部の社会変容に焦点を絞った前年度までの考察に引き続き、現在は、当地を取り巻く多様な関係の中でその社会変容を理解すべく考察を進めている。H20年度は特に、13世紀ノルウェー王権の置かれた状況とその統治理念の発展過程の把握に取り組んだ。1130年頃から約一世紀続いた内乱期を経て、13世紀に王国統合に向かう中世ノルウェー史においては、大別して二種の王権理念が想定される。ひとつは主に13世紀半ばまでに書かれたサガ中に現れる、神話時代から12世紀末頃までの王権像=「同輩中の第一人者」であり、他方は1250-60年頃にノルウェー宮廷で書かれた教訓的著作『王の鑑』に最も端的に表される、キリスト教的君主理念に基づいた「正しき王」である。前者が王の血統と集会における人々の承認を王位の根拠とするのに対し、後者は嫡出長子による世襲相続、地上における代理人としての神による召命を重視する。従来は、ホーコン・ホーコンソン王治世半ばの1240年代が王権像の転換期とみなされてきた。しかし、神による召命という理念のひとつの指標である聖別戴冠儀礼のノルウェーにおける発展過程を追跡すると、1247年のホーコン王、1261年の息子マグヌス王の戴冠時点においても、戴冠が王位の必須条件となることはない。そのことから、13世紀半ばのノルウェー宮廷においてキリスト教的君主理念の流行はみられたにせよ、現実には、王の支配の正当性は依然として大幅に血統と集会に基づいていたと考えられる。

さらに、ノルウェー王の従士となっていたアイスランド人有力者層が、王への責務とアイスランドの利害の代弁者という役割を同時に担い、王権とアイスランド住民間の交渉を主導していた様子も観察できた。2.サガと王権:後半期にはアイスランド大学人文学科・中世学修士課程に聴講生として留学し、研究を進めた。同機関においては、主にアイスランド中世文学研究の最新の成果にふれることができ、13世紀にピークを迎えるアイスランド固有の散文物語・サガの作成活動と社会情勢の変化との関連について、今後の研究遂行のための見通しを得た。アイスランド文学史において、14世紀以降は文学・社会の「衰退」期と捉えられてきたが、近年若手研究者を中心に再考が進んでいる。その主張の骨子に、かつては「衰退」の証左とみられていた14世紀以降の海外文学への関心の高まりを、王の臣民となったアイスランド住民の新たなアイデンティティの表出と捉え直す見方がある。そのような視点の転換からも、特に1270年代以降に具体化する王権支配がアイスランドとスカンディナヴィア、さらにはヨーロッパの中心部との距離を縮める役割を果たし、それに対するアイスランド社会のさまざまな反応がサガに保存されている可能性の高いことが示されつつある。
不発弾海中爆破処理の影響評価と積極的環境負荷低減化手法の構築

不発弾海中爆破処理における影響評価を実験力学ならびに計算力学的視点により明らかにし,その海域へ及ぼす環境への影響を低減化する処理技術の提案を通して当該問題への貢献を行う.具体的には,海中における不発弾爆破処理条件である1処理炸薬量,2周辺海域/海底地形の違いが,一次飛散物および水中衝撃波伝ぱ挙動に及ぼす影響について,スケールモデルでの可視化実験ならびに種々の影響因子を導入した計算機実験により明らかにする.さらに,これら詳細な観察・検証結果をベースに積極的な環境負荷低減化を目指した不発弾海中処理施工手法について提案し,提案手法による効果について可視化実験によって評価検証する.不発弾海中爆破処理における影響評価を実験力学ならびに計算力学的視点により明らかにし,その海域へ及ぼす環境への影響を低減化する処理技術の提案を通して当該問題への貢献を行う.具体的には,海中における不発弾爆破処理条件である1処理炸薬量,2周辺海域/海底地形の違いが,一次飛散物および水中衝撃波伝ぱ挙動に及ぼす影響について,スケールモデルでの可視化実験ならびに種々の影響因子を導入した計算機実験により明らかにする.さらに,これら詳細な観察・検証結果をベースに積極的な環境負荷低減化を目指した不発弾海中処理施工手法について提案し,提案手法による効果について可視化実験によって評価検証する.
GPUアクセラレートされたPhase-Field法に基づく複合組織鋼の材質予測

結晶塑性有限要素法,GPUで高速化されたマルチフェーズフィールド法および均質化法を用いて,高強度鋼の複相ミクロ組織形態と力学特性を予測するための数値シミュレーション法の開発を行った.さらに,開発したシミュレーション法を用いて,熱間加工におけるオーステナイト相の変形挙動解析,連続冷却におけるフェライト相形成過程の予測,さらにはミクロ組織形態を考慮したDP鋼の数値材料試験に至る一連の材質予測シミュレーションを実現した.本研究では、高性能な計算機アクセラレータであるGPUにより高速化したフェーズフィールドシミュレーションを用いて、鉄鋼材料中の複相組織の形態や各相の空間分布、残留応力分布を予測するとともに、その予測結果を基に鉄鋼材料の力学特性を定量的に評価可能な組織・特性評価シミュレーション法を確立することを目的として研究を行った。平成24年度においては、平成23年度に構築した結晶塑性有限要素法とマルチフェーズフィールド法を用いた加工オーステナイト相からのフェライト変態挙動の予測モデルを3次元モデルへ拡張するとともに、複数GPUによる超高速化を行った。その結果、前年度開発したマルチフェーズフィールド法の単一GPU計算に比べて、更なる高速化が可能となり、フェライト相の3次元形態評価が短時間で効率的に行えるようになった。また、鉄鋼材料の強化相として重要なマルテンサイト相の3次元形態形成予測のための結晶塑性フェーズフィールドモデルも構築し、上記の研究成果を組み合わせることで、高強度鋼の複相組織予測が可能となる。一方、マルチフェーズフィールド法で予測される鉄鋼材料のミクロ組織形態に基づき力学特性を予測するために、弾塑性大変形有限要素法とマルチフェーズフィールド法を組み合わせた材質予測モデルを構築した。平成24年度は、本手法を用いてフェライト+マルテンサイト二相鋼中のフェライト相形態に依存した応力ひずみ曲線や内部応力分布の評価が可能となった。当初の目標であった、相変態を伴う鉄鋼材料の塑性加工シミュレーションを実施するためのフェーズフィールド法と有限要素法の強連成解析は実施できなかったが、今後の研究により、本研究で実現したされた3次元マルチフェーズフィールド法の超高速GPU計算手法と、現在開発中の動的陽解法をソルバーとして用いた結晶塑性有限要素法を組み合わせることで、この目標は達成されると期待できる。結晶塑性有限要素法,GPUで高速化されたマルチフェーズフィールド法および均質化法を用いて,高強度鋼の複相ミクロ組織形態と力学特性を予測するための数値シミュレーション法の開発を行った.さらに,開発したシミュレーション法を用いて,熱間加工におけるオーステナイト相の変形挙動解析,連続冷却におけるフェライト相形成過程の予測,さらにはミクロ組織形態を考慮したDP鋼の数値材料試験に至る一連の材質予測シミュレーションを実現した.本研究では, Phase-Field法を用いて鉄鋼材料中の複相組織の形態や各相の空間分布,残留応力分布を予測するとともに,その予測結果を基に鉄鋼材料の力学特性を定量的に評価可能な組織・特性評価シミュレーション法を確立することを目的としている.また, Graphics Processing Unit (GPU)による超多スレッド数値計算法を用いて上記シミュレーションの高速化,強連成解析を可能とすることで,相変態を伴う鉄鋼材料の塑性加工シミュレーションを実現する.本年度においては、ほぼ当初の研究計画通りに、熱間加工されたオーステナイト相におけるフェライト変態挙動を予測するための結晶塑性有限要素法とMulti-Phase-Field法を用いたマルチスケールモデルを構築した。本モデルを用いることで、オーステナイト相への加工がフェライト粒径に及ぼす影響を明らかにできるなど、鉄鋼材料の高機能化につながる有益な知見が得られた。また、構築したマルチスケールモデルにおいて、フェライト変態のMulti-Phase-Fieldシミュレーションを効率的に行うために、GPUによる高速計算手法を確立し、従来のCPUによる計算の15倍の高速化を達成することができた。これにより、来年度以降のMulti-Phase-Field法を用いた複相組織形成の3次元シミュレーションが可能となることが期待される。研究計画にて提示した通り、結晶塑性有限要素法とMulti-Phase-Field法を用いた加工オーステナイト相におけるフェライト変態シミュレーションモデルの構築、およびGPUによる高速計算手法の確立は達成され、鉄鋼材料の高機能化につながる有益な知見が得られた。また、GPUを用いたMulti-Phase-Field法の高速化については、大きな進展が得られ、従来のCPUを用いた計算に比べて、飛躍的に効率的なシミュレーションが可能となった。しかしながら、鉄鋼材料の連続冷却工程におけるフェライト変態以降の相変態(たとえば、パーライト変態やマルテンサイト変態)を予測し、実用鋼の複相組織を予測するPhase-Fieldモデルの構築については、現在研究を行っているところであるが、GPUによる高速計算法が確立したことにより、本研究は今後一気に推進できるものと考えている。平成24年度においては、実用鋼の複相組織の形成過程を予測するためのPhase-Fieldモデルの構築を推進する。これにおいては、既に構築済みの結晶塑性Phase-Fieldモデルなどの応用も視野にいれ、従来にないPhase-Fieldモデルの構築を行う予定である。また、今年度にGPUによるMulti-Phase-Fieldシミュレーションの高速化法が確立されたため、平成24年度は研究申請時の計画通り、Phase-Field法で予測される鉄鋼材料中のミクロ組織形態に基づく数値材料試験を行うための均質化有限要素解析法の開発を行う。さらに、上記研究を発展応用させて、加工誘起変態や変態塑性現象の解明につなげる。本年度は、Multi-Phase-Fieldシミュレーションの高速計算を可能とするため2GPUを搭載したGPUクラスターを購入し、それを用いてフェライト変態のMulti-Phase-Fieldシミュレーションを従来のCPUを用いた計算の15倍の高速化を達成した。

平成24年度においては、本年度に構築したMulti-Phase-Fieldモデルを用いた3次元シミュレーションを可能とし、より定量的な組織形成シミュレーションを可能とするべく、さらにGPUクラスターを2ノード追加し、複数GPUによる高速計算を可能とする。この理由としては、現在のGPUではメモリが十分でなく、シミュレーションで得られた組織形態と実験との定量的な比較を行うためには、計算領域の拡大が重要であるためである。また、得られた研究成果は、国内講演会や国際会議等で発表し、世界に広く発信するべく、それに必要な旅費や登録費に研究費を使用する予定である。また、GPUで高速化されたPhase-Field法による材質予測は、本研究で世界に先駆けて行っている研究であり、今後も国内外の学術雑誌への投稿が期待できる。したがって、そのための論文投稿費用や実験に用いる試験片購入費、実験設備利用費も使用する予定である。
3d遷移金属化合物の電子構造のスピン分極修正直交化平面波法による研究

本研究の目的は、極めて興味深い物質系である3d遷移金属化合物(NiAs型、ルモル型、ペロブスカイト型など)の電子構造を、スピン分極修正直交化平面波(SP-MOPW)法に基づいて明らかにすることである。平成8年度中にスピン分極自己無撞着(SP-SCF)原子構造計算に基礎を置くマフィン・ティンポテンシャル場内でのSP-MOPW法を開発し、この方法をNiAs型強磁性体の電子構造計算に適用した。しかしながらその後、SP-MOPW法をさらに電荷に対する自己無撞着性をも満足するように拡張することが今後の研究において不可欠であることが明らかになった。しかしながら、SP-MOPW法を自己無撞着電荷(SCC)の枠組みに拡張することはそれほど容易ではないので、平成9年度においては、第一段階として、自己無撞着電荷拡張ヒュッケル強融合(SCC-XHTB)法に基づいたバンド構造計算を開発し、この方法を、電荷状態が極めて重要な役割を演じるペロブスカイト型強誘電体酸化物の電子構造計算に適用し、この方法が有用であることを確認した。そこで次に、SCC-XHTB法を、スピン分極した物質にもさらに適用できるように拡張し、スピン分極自己無撞着電荷拡張ヒュッケル強結合(SP-SCC-XHTB)法に基づいたバンド構造計算を開発した。この方法をルチル型遷移金属酸化物TiO_2,VO_2,NbO_2,TaO_2,CrO_2,MnO_2の電子構造計算に適用し、非磁性相のみならず磁性相にも適用できることを確認した。本研究費交付期間(平成8、9年度)中に当初の目標を全て明らかにすることは残念ながら出来なかった。しかしながら、問題点は明確になったので、これらは今後の課題である。平成8年度に実施することを計画していた、スピン分極自己無撞着(SP-SCF)原子構造計算に基礎を置く、マフィン・ティンポテンシャル場内でのパウリ方程式を用いたスピン分極修正直交化平面波(SP-MOPW)法に基づいたバンド構造計算に関するプログラムの開発は概ね終了した。現在はこれを、電荷に対する自己無撞着の条件を満足するように改良するための作業を計画しており、その第一段階として、自己無撞着電荷(SCC)拡張ヒュッケル強結合(XHTB)法に基づいたバンド構造計算を実行し、これを反強磁性相も存在するペロブスカイト型酸化物に適用した。この結果については、現在、Ferroelectricsという雑誌に投稿中である。本研究の目的は、極めて興味深い物質系である3d遷移金属化合物(NiAs型、ルチル型、ペロブスカイト型など)の電子構造を、スピン分極修正直交化平面波(SP-MOPW)法に基づいて明らかにすることである。しかしながら、SP-MOPW法を自己無撞着電荷(SCC)の枠組みに拡張することはそれほど容易ではないので、平成9年度においては、第一段階として、自己無撞着電荷拡張ヒュッケル強結合(SCC-XHTB)法に基づいたバンド構造計算を開発し、この方法を、電荷状態が極めて重要な役割を演じるペロブスカイト型強誘電体酸化物の電子構造計算に適用し、この方法が有用であることを確認した。

そこで次に、SCC-XHTB法を、スピン分極した物質にもさらに適用できるように拡張し、スピン分極自己無撞着電荷拡張ヒュッケル強結合(SP-SCC-XHTB)法に基づいたバンド構造計算を開発した。この方法をルチル型遷移金属酸化物TiO_2,VO_2,NbO_2,TaO_2,CrO_2,MnO_2の電子構造計算に適用し、非磁性相のみならず磁性相にも適用できることを確認した。本研究費交付期間(平成8、9年度)中に当初の目標を全て明らかにすることは残念ながら出来なかった。しかしながら、問題点は明確になったので、これらは今後の課題である。
非遺伝性周期性発熱症候群におけるバイオマーカーの検討と病態の解明

PFAPA症候群発熱時に、非発熱時や正常対照、疾患対照と比較してCXCL10、ANKRD22、SERPING1、SLAMF8、GBP1のmRNA発現が亢進していた。炎症関連物質の定量ではPFAPA症候群発熱時に単球CD64の発現亢進を認めた。アデノウイルス感染症との比較では、単球由来のケモカインであるCXCL9の血清濃度が上昇していた。以上よりPFAPA症候群の病態に単球活性化の関与が推定されたため、単球性白血病由来細胞株THP-1を用いて、LPS添加の有無による遺伝子発現を比較した。その結果、CXCL10およびGBP1が、単球における自然免疫応答の主役を担っていることが示唆された。同一症例で、PFAPA症候群発熱発作時との非発熱発作時検体が両方とも収集できた3名のPFAPA患者と正常対照患者4名について、末梢血単核球からmRNAを抽出し、cDNAに変換した後、cDNA microarrayによる発現の比較を行った。その結果から、PFAPA症候群発熱発作時において発現が有意に上昇している遺伝子群を抽出した。これらの遺伝子について、同一症例に限らず、PFAPA発熱発作時との非発熱発作時、正常対照群、疾患対照群(各種発熱疾患)の検体を対象に、mRNAを抽出しcDNAに変換した後、定量PCRを行った。これらの結果から、複数個の遺伝子でPFAPA発熱発作時に発現が著明に上昇していることが明らかになった。PFAPA症候群とアデノウイルス感染症は扁桃炎を伴うことや血液の炎症反応が強いことなどの類似点がある。そこで、発熱期のPFAPA症候群患者とアデノウイルス感染症患者における5種のケモカイン濃度を測定し比較した。その結果、IL-8とCXCL10はPFAPA症候群発熱期、アデノウイルス感染症ともに正常対照と比較して有意に高値であった。CCL5はPFAPA症候群発熱期、アデノウイルス感染症ともに、正常対照と比較して有意に低値であった。CXCL9はPFAPA症候群発熱期のみ正常対照と比較して有意に高値であった。CCL2は3群間で有意差を認めなかった。PFAPA症候群発熱期とアデノウイルス感染症では類似したケモカインプロファイルを呈していたが、CXCL9のみ両者で異なっていた。CXCL9はIFN-γの刺激により主に単球/マクロファージから産生されるケモカインであり、この違いは、両疾患における単球/マクロファージの活性化の違いを反映している可能性が考えられた。<研究業績の概要>前年度の研究結果より、PFAPA症候群の病態に単球の活性化が関与していることが示唆されたため、単球性白血病由来細胞株THP-1を用いてin vitroでの検討を行った。の上昇がみられる系を、自然免疫応答を模した系としてとらえ、LPS添加の有無による遺伝子発現の比較検討を行った。前年度の、マイクロアレイを出発点とした末梢血単核球の遺伝子発現の解析結果からは、CXCL10 (interferon gamma- induced protein 10,IP-10)、ANKRD22 (ankyrin repeat domain 22)、SERPING1(serine peptidase inhibitor, clade G, member 1)、SLAMF8 (SLAM family member8)、GBP1(guanylate binding protein 1)の発現が、PFAPA症候群の発熱期において上昇していたため、これらの遺伝子のmRNA発現をリアルタイムRT-PCRにて定量した。その結果、CXCL10およびGBP1では、LPS添加によりmRNAの発現が有意に亢進していた。これに対して、SERPING1では、LPS添加により発現が有意に低下していた。ANKRD22とSLAMF8は発現に変化がみられなかった。これらの結果より、PFAPA症候群患者の単球においては、インターフェロンで誘導されるCXCL10およびGBP1が自然免疫応答の主役を担っていることが示唆された。一方、SERPING1は末梢血単核球の単球以外の主分画であるリンパ球において炎症発生に重要な役割を果たしていると考えられた。《方法》今回、PFAPA症候群の発熱期および間欠期における好中球・単球のCD64発現を検討した。方法としてはPFAPA症候群患者13例(発熱期[24病日]13検体、間欠期12検体)、正常対照9例、疾患対照12例(sJIA3検体、敗血症3検体、局所細菌感染症4検体、ウイルス感染症2検体)の好中球・単球のCD64発現(molecules/cell)をQuanti BRIGHT CD64PE/CD45PerCPおよびPE beads (Becton-Dickinson)を用いてフローサイトメーターにて定量した。《結果》好中球でのCD

64発現はPFAPA発熱群では非発熱群とはP=0.02、正常対照群とはP=0.005と有意差をもって発現が上昇していた。sJIA、敗血症、局所細菌感染症、ウイルス感染症はNが少なく比較検討はできなかった。単球でのCD64発現の結果は、PFAPA発熱群は非発熱群とはP<0.0001、正常対照群とP<0.0001著明な有意差をもって発現が上昇していた。sJIA、敗血症、局所細菌感染症、ウイルス感染症は好中球と同様にNが少なく比較検討はできなかった。次にPFAPA発熱群で単球のCD64発現とCRPの相関関係を調べました。結果はr= 0.298、p= 0.345と相関関係は見いだせなかった。《意義・重要性》単球・好中球ともにPFAPA発熱群は非発熱群および正常対照群と比較し有意差をもってCD64発現が上昇していたが、単球の方が好中球に比べてP値が小さく、平均値の差が大きい結果になった。このことから単球の方がより活性化し、PFAPAの病態に関与していることが示唆された。また、単球のCD64発現とCRPの相関関係は見いだせなかったことから単球のCD64発現の程度をCRPで代用することはできないと考えられた。疾患対照群の症例数が少なく、PFAPA症候群発熱発作時に発現が著明に上昇している遺伝子が、PFAPA症候群に特異的なものであるかの検討が不十分である。PFAPA症候群では単球系の活性化を伴う病態であることが判明した共同研究施設に働きかけて、疾患対照群からの検体採取を促進する。疾患対照の症例がまだ不十分であり、今後も継続して症例を重ねて、比較検討を進める予定である。多数例の疾患対象群とPFAPA症候群発熱発作時との定量PCRでのmRNAの発現比較を行い、PFAPA症候群で特異的に発現が亢進している遺伝子を同定する。さらにこれらの遺伝子の産物のうち血清濃度が測定できるものについては、ELISAまたはcytometric beadsarrayにより濃度の違いを確認する。繰越額が生じた理由であるが、疾患対照群の症例数が不十分であり測定回数が少なかったことが上げられる。繰り返しになるが、共同施設とともに疾患対照群からの検体採取を促進する。引き続き測定のための試薬購入費が主たるものとなる。
脱励起ラインガンマ線観測で解明する銀河系内宇宙線の起源

銀河系内の宇宙線がどこでどのように加速されているか?という宇宙線起源の問題は、宇宙物理学上の重要な問題である。これを調べるには、銀河宇宙線のエネルギーの主要な部分を担っている低エネルギーの宇宙線を直接的に探査できればよい。本研究では、低エネルギー宇宙線と星間物質の反応で生じる2-10MeVの脱励起ガンマ線に特化した高感度ガンマ線カメラの基礎開発を行い、その有効性を実験的に検証することを目的とする。カメラは研究代表者が考案したシンチレーションファイバーを用いた電子飛跡型コンプトンカメラである。具体的には、1カメラ製作、2ビーム試験、3検出器シミュレーション、を行う。
匂いの受容体遺伝子の発現調節の機構…遺伝子再構成の可能性…

匂いを感じるのは、嗅覚上皮細胞に存在する匂いの受容体に或る分子が結合し、そのシグナルが大脳に運ばれることによる。様々な匂いを感じるために、嗅覚上皮細胞には多数の異なった匂いの受容体が存在していると考えられている。この匂いの受容体をコードすると考えられる遺伝子のcDNAが最近単離され、これらは数百のメンバーからなる多重遺伝子群を構成していることが明らかになった。匂いを識別するためには、一つの嗅覚上皮細胞あたり限られた種類の受容体遺伝子多分一種類だけが発現していると考えられる。どのようにして数百以上あると考えられている遺伝子のうち限られたものだけが発現するようになっているのであろうか?この遺伝子群の発現制御は、勿論転写レベルで説明することも可能であるが、これにはかなり込み入った調節モデルが必要となる。私達は、DNAレベルでの変化をもう1つの可能性として頭において、この多重遺伝子の発現調節を理解しようと試みている。本年度は、マウスの匂いの受容体遺伝子を多数単離しその構造を解析した。まず、嗅覚上皮細胞からメッセンジャーRNAを調製し、cDNAを合成し、これを用いてPCRを行いプローブを作製した。得られた遺伝子断片をプローブにして、ジェノミックライブラリーをスクリーニングし、対応する染色体領域を多数単離した。これらは、コーデイング領域の配列により数種のサブファミリーを形成していた。これらのうち一つのサブファミリーに属する_<10および>28受容体の遺伝子の構造、特に、5'ノンコーデイング領域に関して解析した。
Lagrangeモデルによる砕波帯移動床の輸送機構の計算力学的検討

Lagrange型の数値流体計算手法である粒子法は,激しい自由水面変動を伴う砕波に対して,精度良く解析できるツールとして知られている.本研究では,流体解析に高精度化された粒子法(MPS法)を用いて,砕波帯以浅領域での波浪場を解析し,一方で底質構成粒子スケールから土砂輸送機構の理解を深めるため,底質構成粒子挙動の追跡には個別要素法(DEM)を採用する.DEMと高精度MPSによるLagrange-Lagrangeカップリングモデルを用いて砕波帯や波打ち帯での激流状況下での土砂輸送機構を計算力学的観点から検討することを目的としている.本年度は,2次元ではあるがDEM-MPSによるLagrange-Lagrangeカップリングモデルを用いて砕波帯から波打ち帯における数値シミュレーションを実施した.砕波帯での底質輸送に対する間隙水の重要性を計算力学的に示し,その成果を論文にまとめ発表した.また,2次元造波水路を用いて波打ち帯漂砂を対象にした水理実験を実施し,汀線付近で形成されるripple形状の発達過程を計測するとともに,3次元のDEM-MPSによる数値シミュレーションを実施し,底質構成DEM粒子間の接触点数の観点から移動床の輸送機構を考察した.ただし,計算機制約から実験水路スケールをそのまま数値実験に与えることができず,限定された領域での考察であるので,2019年度には小規模2次元造波水路を用いた類似の実験を実施し,同規模スケールの計算を実施する予定である.もう一つ,2018年度は,振動台を用いた強制振動下で生じるrippleの形成機構を対象に水理実験を実施し,3次元のDEM-MPSによる計算結果を用いて,強制振動下でのripple形成過程の内部構造を計算力学的観点から検討を進めた.この小規模実験は計算機性能の制約を鑑みて実施したが,研究成果は2019年度以降に発表する予定である.研究実績の概要でも示したが,砕波帯よりも浅い領域における移動床過程を対象にし,A)水理実験によるアプローチとB)数値実験によるアプローチの双方から検討を予定した.具体的には,1:Lagrange型数値モデル(DEM-MPS)による3次元での数値シミュレーションから砕波帯から波打ち帯での移動床発達過程模擬する,2:数値シミュレーション結果から,砕波による組織的な渦構造と移動床内部の間隙水圧の空間分布や流速分布から,移動床の輸送機構を数値漂砂力学的な観点から検討する,3:2次元造波水路を用いて,砕波帯以浅での漂砂を対象に水理実験を実施することを計画した.研究初年度(2018年度)には,3次元のDEM-MPS法の数値シミュレーションコードの開発するとともに,水理実験を同時並行で進める計画であった.数値シミュレーションコードについては,限られた実験結果に対する比較であるため今後の改良は必要であるが,初年度に基本の数値シミュレーションコードの開発は終えた.また,水理実験結果との比較は,数値計算モデルの妥当性を検証には不可欠であるが,既発表されている他者の実験データとの比較と,自前の水理実験結果との比較も実施した.これらの研究成果を論文にまとめた.以上の進捗状況から,"区分"としては(2)概ね順調に進展している.と考えている.強い非線形性を持つ砕波領域での土砂輸送を扱うため,砕波帯以浅での底質土砂輸送機構の検討は非常に困難である.水理実験では,砕波による自由水面の激しい変動と気泡混入状態は,土砂輸送に関する実験データ解析の障壁となる.一方,3次元の数値シミュレーションでは,計算機性能制約から領域計算の設定に限度がある.使用可能な計測機器の性能制約と設定できる実験条件に配慮して,水面変動の激しい状況下での移動床過程の輸送機構を検討するため,小型2次元造波水路を用いた実験および振動台を用いた強制振動下で発生する移動床微地形を対象に実験を実施する計画である.また同時に実験と同じスケールの数値シミュレーションを実施し,実験計測が困難である移動床内部の構造を詳細に検討する方向で本研究を推進する計画である.Lagrange型の数値流体計算手法である粒子法は,激しい自由水面変動を伴う砕波に対して,精度良く解析できるツールとして知られている.本研究では,流体解析に高精度化された粒子法(MPS法)を用いて,砕波帯以浅領域での波浪場を解析し,一方で底質構成粒子スケールから土砂輸送機構の理解を深めるため,底質構成粒子挙動の追跡には個別要素法(DEM)を採用する.DEMと高精度MPSによるLagrange-Lagrangeカップリングモデルを用いて砕波帯や波打ち帯での激流状況下での土砂輸送機構を計算力学的観点から検討することを目的としている.本年度は,2次元ではあるがDEM-MPSによるLagrange-Lagrangeカップリングモデルを用いて砕波帯から波打ち帯における数値シミュレーションを実施した.砕波帯での底質輸送に対する間隙水の重要性を計算力学的に示し,その成果を論文にまとめ発表した.また,2次元造波水路を用いて波打ち帯漂砂を対象にした水理実験を実施し,汀線付近で形成されるripple形状の発達過程を計測するとともに,3次元のDEM-MPSによる数値シミュレーションを実施し,底質構成DEM粒子間の接触点数の観点から移動床の輸送機構を考察した.ただし,計算機制約から実験水路スケールをそのまま数値実験に与えることができず,限定された領域での考察であるので,2019年度には小規模2次元造波水路を用いた類似の実験を実施し,同規模スケールの計算を実施する予定である.

もう一つ,2018年度は,振動台を用いた強制振動下で生じるrippleの形成機構を対象に水理実験を実施し,3次元のDEM-MPSによる計算結果を用いて,強制振動下でのripple形成過程の内部構造を計算力学的観点から検討を進めた.この小規模実験は計算機性能の制約を鑑みて実施したが,研究成果は2019年度以降に発表する予定である.研究実績の概要でも示したが,砕波帯よりも浅い領域における移動床過程を対象にし,A)水理実験によるアプローチとB)数値実験によるアプローチの双方から検討を予定した.具体的には,1:Lagrange型数値モデル(DEM-MPS)による3次元での数値シミュレーションから砕波帯から波打ち帯での移動床発達過程模擬する,2:数値シミュレーション結果から,砕波による組織的な渦構造と移動床内部の間隙水圧の空間分布や流速分布から,移動床の輸送機構を数値漂砂力学的な観点から検討する,3:2次元造波水路を用いて,砕波帯以浅での漂砂を対象に水理実験を実施することを計画した.研究初年度(2018年度)には,3次元のDEM-MPS法の数値シミュレーションコードの開発するとともに,水理実験を同時並行で進める計画であった.数値シミュレーションコードについては,限られた実験結果に対する比較であるため今後の改良は必要であるが,初年度に基本の数値シミュレーションコードの開発は終えた.また,水理実験結果との比較は,数値計算モデルの妥当性を検証には不可欠であるが,既発表されている他者の実験データとの比較と,自前の水理実験結果との比較も実施した.これらの研究成果を論文にまとめた.以上の進捗状況から,"区分"としては(2)概ね順調に進展している.と考えている.強い非線形性を持つ砕波領域での土砂輸送を扱うため,砕波帯以浅での底質土砂輸送機構の検討は非常に困難である.水理実験では,砕波による自由水面の激しい変動と気泡混入状態は,土砂輸送に関する実験データ解析の障壁となる.一方,3次元の数値シミュレーションでは,計算機性能制約から領域計算の設定に限度がある.使用可能な計測機器の性能制約と設定できる実験条件に配慮して,水面変動の激しい状況下での移動床過程の輸送機構を検討するため,小型2次元造波水路を用いた実験および振動台を用いた強制振動下で発生する移動床微地形を対象に実験を実施する計画である.また同時に実験と同じスケールの数値シミュレーションを実施し,実験計測が困難である移動床内部の構造を詳細に検討する方向で本研究を推進する計画である.数値シミュレーションのための数値コードの開発を進めつつ,水理実験を実施する研究計画を予定していたが,双方を進める途中で,実験スケールと同じ数値シミュレーションの実施は,研究予算で数値計算機用PC購入しても困難であること,また,移動床実験で移動床を詳細に撮影できるスペックのハイスピードカメラの購入も研究予算では厳しいと判断し,購入を見合わせたため次年度使用額が生じた.計算機性能制約と実験スケールを考慮し,既存の機材を使用しつつ移動床機構を移動床構成粒子スケールから検討する数値漂砂力学的な観点から研究を進めるため,小規模実験を実施するための研究費(物品費)に充当する計画である.