hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中国福建省ならびに台湾と西南日本におけるHTLV-1関連疾患の比較研究

本研究の目的は、中国福建省・台湾におけるHTLV-1感染の実態調査および啓蒙活動、日本のHTLV-1関連疾患との比較研究、および3国のHTLV-1全長ゲノム解析によるウイルス進化の検討である。本年度は、中国福建医科大学附属第二医院を訪問し患者診察、抗体検査を行いHAMと診断した。本HAM患者とその家族2例のHTLV-1シークエンスを行い、大陸横断亜型であることを確認した。本症例は中国のHAM第1例目として論文発表した。H30年8月の第5回日本HTLV-1学会学術集会に福建医科大学の研究者に参加してもらい、中国HAM患者の臨床報告を発表し、HTLV-1研究の最前線を勉強してもらった。研究代表者はH30年12月に福建省泉州市での第3回個別医療学会で、啓蒙活動の一環としてHTLV-1関連疾患の講演を行った。その後福建医科大学第二医院を訪問し新たなHAM症例を診断し中国のHAM確定診断例は2例となった。また、厦門大学および福建医科大学の研究者にPCRによるHTLV-1感染症診断法を指導した。本年度も次世代シークエンサーによるHTLV-1全長ゲノムの解析を進めた。中国に関しては、現時点で3例のHTLV-1全ゲノム解析が終わり、これら3例は大陸横断亜型であった。また泉州血液センターよりHTLV-1陽性者の血液を収集し、陽性検体15例の解析を継続中である。台湾に関しては国立台湾大学との共同研究で台湾HTLV-1陽性患者20例のDNAを送付してもらいHTLV-1全シークエンスを行ったが、3例のみが解析可能であった。そのため新たに台北献血センターと共同研究体制を構築し、さらに12例の陽性サンプルを送付してもらいHTLV-1全シークエンスを現在解析中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。H28年度の活動により、中国福建省の厦門大学医学院、福建医科大学、寧徳市病院、ならびに泉州市血液センターとのHTLV-1共同研究体制を構築した。2016年7月に鹿児島大学の研究者が福建医科大学附属寧徳市病院を訪問し、ATLの症例検討会、およびHTLV-1関連疾患の講演会を行い意見交換を行った。寧徳市には多数のATL患者がいることが明らかとなった。さらに福建省個別化医療学会でHTLV-1関連疾患の講演を行った。2016年10月には、厦門大学医学院の研究員を2ヶ月間鹿児島大学で迎え入れ、HTLV-1プロウイルス定量法などのHTLV-1研究方法につきトレーニングを行った。さらに2017年3月に東京で開催されたHLV-1国際学会に厦門大学および福建医科大学の研究者2名に参加してもらい、HTLV-1研究の最前線を勉強してもらった。厦門大学ではHTLV-1関連疾患や検査法の講演および講習、および研究員の技術指導を通して、HTLV-1血清診断およびウイルスPCR検査が可能となった。福建医科大学附属第二医院では、HAM疑い症例のピックアップをお願いし、われわれは患者の診察を行い、神経学的にHAM類似である1症例を同定した。その後、抗体検査を行いHAMと診断した。本症例は中国のHAM第1例目と考えられ症例報告を準備中である。本症例が居住する泉州市もHTLV-1感染者の集積地域と考えられ、今後調査を進める予定である。また、泉州市血液センターとの共同研究で、HTLV-1陽性者の継続的な血液収集が可能となった。現在4例の陽性者を同定し、ウイルスゲノムシークエンスを解析中である。鹿児島大学ではHAM122例、HTLV-1キャリア89例でウイルスゲノムシークエンス解析を行い、南九州のHAMでは大陸横断亜型が多いことが明らかとなった。さらにウイルス学的な解析を追加して、論文受理された。中国福建省の厦門大学医学院、福建医科大学、寧徳市病院、ならびに泉州市血液センターとのHTLV-1共同研究体制を構築できた。福建省では、寧徳市および泉州市がHTLV-1感染者の集積地域である事が明らかになった。寧徳市および泉州市の中核医療機関と連携がとれたことで、今後の研究が進展するものと予想される。また、共同研究機関での講演などによる啓蒙活動により、中国福建省でのHTLV-1関連疾患に関する知識の普及を図った。現地の中国人研究者が血清学的検査が行えるようになり、HTLV-1感染者とHTLV-1関連疾患を調査できるようになった。中国福建省でATL患者が少なからずいることが明らかとなり、泉州では中国で第1例目と考えられるHAM患者を診断した。さらに、HTLV-1ウイルスゲノム解析が始まり、泉州市血液センターの協力を通じて、今後の陽性症例の蓄積が期待できるようになった。台湾のHTLV-1研究者と共同研究体制が構築され、今後の研究が進展すると考えられる。H29年6月に中国福建省泉州市での第2回個別医療学会で、啓蒙活動の一環としてHTLV-1関連疾患の講演を行った。

H29年8月に大阪で開催された第4回日本HLV-1学会学術集会に厦門大学および福建医科大学の研究者2名に参加してもらい、HTLV-1研究の最前線を勉強してもらい、研究打合せを行った。日本人研究者が福建医科大学附属第二医院を訪問し、患者診察を行い神経学的にHAM類似である1症例を同定した。その後、抗体検査を行いHAMと診断した。本HAM患者とその家族2例のHTLV-1シークエンスを行い、大陸横断亜型であることを確認した。本症例は中国のHAM第1例目として論文発表した。また本症例の治療方針につき、指導・検討を行った。中国に関しては、厦門大学を通じて泉州血液センターとの共同研究が確立し、HTLV-1陽性者の継続的な血液収集が可能となった。HTLV-1陽性者を血清学的に同定し、ウイルスゲノムシークエンスを解析中である。現在3例のHTLV-1全ゲノム解析結果が得られた。鹿児島大学では日本人のHAM122例、HTLV-1キャリア89例でウイルスゲノムシークエンス解析を行い、南九州のHAMおよびキャリアでは大陸横断亜型が多いことを明らかにして論文報告した。台湾に関しては国立台湾大学と共同研究体制を確立し、台湾HTLV-1陽性患者DNAを鹿児島大学に送付してもらいHTLV-1全シークエンスを行った。陽性検体は20例であったがDNAが少量また劣化しており3例のみが解析可能であった。さらに陽性検体を増やすために台湾大学を通じて台北献血センターとも共同研究体制を構築し、HTLV-1陽性検体を収集することとなった。中国福建省の厦門大学医学院、福建医科大学、寧徳市病院、泉州血液センター、および台湾の台湾大学および台北献血センターとのHTLV-1共同研究体制を構築できた。福建省では、寧徳市および泉州市がHTLV-1感染者の集積地域である事が明らかになった。また、共同研究機関や学会での講演などにより、中国福建省でのHTLV-1関連疾患に関する知識の普及を図った。中国人研究者が血清学的検査を行えるようになり、HTLV-1感染者とHTLV-1関連疾患を現地で調査・診断できるようになった。中国福建省でATL患者が少なからずいることが明らかとなり、泉州市では中国で第1例目と考えられるHAM患者を診断し論文報告した。HTLV-1全ウイルスゲノム解析については日本の症例は目標数に達した。中国の症例に関しては泉州血液センターの協力を通じて現在3例が終了し、さらに陽性症例の検体収集を行っている。H29年より台湾大学の研究者と共同研究体制が構築され、3例のHTLV-1全ウイルスシークエンスを行ったが、まだ目標数に達していないため、台北献血センターとの共同研究体制を確立した。今後陽性検体の収集・解析が進むものと考えられる。本研究の目的は、中国福建省・台湾におけるHTLV-1感染の実態調査および啓蒙活動、日本のHTLV-1関連疾患との比較研究、および3国のHTLV-1全長ゲノム解析によるウイルス進化の検討である。本年度は、中国福建医科大学附属第二医院を訪問し患者診察、抗体検査を行いHAMと診断した。
AR（拡張現実）技術を用いた心停止徴候認識能力向上のための教育システムの開発

心停止の症例において、現場に居合わせた市民が心停止の徴候である「死戦期呼吸」を「呼吸がある」と判断し、心肺蘇生を躊躇あるいは必要ないと判断することがしばしば報告されている。死戦期呼吸の特徴をいかに分かりやすく市民に伝えるかが救急蘇生領域では非常に重要な課題である。本研究では、先行研究により、集積された心停止の徴候をコンピュータグラフィックス映像により再現し、AR(Augmented Reality:拡張現実)技術を活用した救急蘇生シミュレータを開発する。これにより、市民の心停止認識能力を向上させるかを検証する。また、開発されたシミュレータを社会に広く展開することが本研究の最終目的である。
糸状菌の線状プラスミドから転写、翻訳される宿主決定因子の構造解析と情報伝達機構

重要土壌病原糸状菌Rhizoctonia solaniの宿主認識に関与していると考えられるヘアピン・ループ線状プラスミド、pRS64の翻訳産物として得られた新規タンパク質は68アミノ酸残基よりなることを認めた。決定したアミノ酸配列はN末端側からMetThrLeuLeuProLysAlaGlyAlaPheThrAsnArgProAspArgArgLeuProGlyValAsnSerrAlaSerGlyAfgSerTrpMetLysLeuProCysLysSerGluGlyAsnCysLeuSerMetProTrpGIyIleValLeuArgSerHisSerLeuSerGlyLeuAspArgLeuProLeuGluProProLysValAlaであった。本アミノ酸配列からN末端側から35アミノ酸残基と残りC末端側33アミノ酸残基をペプチド合成機を用いて合成ポリペプチドを化学合成し、家ウサギに注射して特異性の高い抗体を作製した。作製した抗体を用いたウエスタンブロット解析の結果から、エピトープはN末端側に存在することが判明した。本タンパク質は細胞壁に存在していることが証明され、細胞間情報伝達に重要な役割を持っている可能性が示唆された。更に、新規タンパク質のC末端側にはロイシン・リッチリピート(LRR)・モチーフ(L--L--L--L-L)があり、LRRはタンパク質どうしの相互作用およびシグナル伝達に関与する重要な構造骨格をなすと考えられていることから、新規タンパク質のC末端部のLRRに合成したLRRを数個連結させたデザインタンパク質を作成して宿主認識の確証を行い、デザインタンパク質を用いた病害防除法の確立にせまった。1.重要土壌病原糸状菌Phizoctonia solaniの宿主認識に関与していると考えられる線状プラスミド、pRS64の翻訳産物として得られる新規タンパク質の構造解析を行うために、発現ベクターpGEXを用いてグルタチオンSトランスフェラーゼとの融合タンパク質として本新規タンパク質を大量に大腸菌内で発現させた。さらに、大腸菌から得られた融合タンパク質は、グルタチオンセファロース4Bを用いて精製し、試料を得た。2.精製した試料はSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動後、PVDF膜に転写し、超高感度アミノ酸分析装置を用いて一次構造の決定を行い、新規タンパク質は68アミノ酸残基よりなることを認めた。決定したアミノ酸配列はN末端側からMetThrLeuLeuProLysAlaGlyAlaPheThrAsnArgProAspArgArgLeuProGlyValAsnSerrAlaSerGlyAfgSerTrpMetLysLeuProCysLsySerGluGlyAsnCysLeuSerMetProTrpGlylleValLeuArgSerHisSerLeuSerGlyLeuAspArgLeuProLeuGluProProLysValAlaであった。本アミノ酸配列からN末端側から34アミノ酸残基と残りC末端側34アミノ酸残基はペプチド合成機を用いて合成ポリペプチドを化学合成し、家ウサギに注射して特異性の高い抗体を作製した。1.Rhizoctonia solaniの菌糸融合第4群のプラスミド、pRS64のORFから新規タンパク質(RS64)が発現している可能性を前年度報告した。今年度は、RS64タンパク質に対する特異抗体を合成ペプチドを抗原として作製し、本タンパク質の検出法の確立を試みた。RS64タンパク質(ORF1-1)の全68アミノ酸を二分してペプチドを化学合成し、HRLCによって精製した後、各合成ペプチドを家兎に免疫しポリクローナル抗体を作製した。作製した各抗体は、各抗原としたポリペプチドに対してのみ特異的であった。さらに、微量抗原をも特異的に検出するために、抗原とした合成ペプチドをリガンドとして、抗体のアフィニティ精製を行った。菌糸融合第4群の菌体から抽出した全タンパク質をSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動で分離した後、ウエスタンブロッティングに供した。

検出に高感度ECL(Enhanced chemiluminescence)法を用いたとき、各抗体と反応する約12kDaのバンドが検出された。以上の実験から、R.solaniのプラスミドがコードすると思われる新規タンパク質(RS64)を高感度で検出する方法が確立できた。2.本タンパク質の細胞内局在性について上記高感度検出法によって検討を行った。細胞壁画分から細胞膜を可溶化して除去しても細胞壁画分から本タンパク質は失われなかったことから、本タンパク質は細胞壁に存在していることが証明され、細胞間情報伝達に重要な役割を持っている可能性が示唆された。(1)変異タンパク質のタンパク質デザイン新規タンパク質の全アミノ酸残基68を含むペプチドを化学合成するとともに、C末端側にはロイシンリッチリピート(LRR)・モチーフがあり。LRRはタンパク質どうしの相互作用およびシグナル伝達に関与する重要な構造骨格をなすと考えられていることから、N末端側から35と33アミノ酸残基に二分したペプチドを化学合成した。(2)デザインタンパク質の植物体導入と抵抗性発現1)3種類の合成タンパク質の植物体への作用上記合成ペプチドをダイコン苗に散布あるいは、ダイコン幼苗根を侵漬して、植物に抵抗性の誘導を試みた。抵抗性の誘導は弱く、新規タンパク質を2分したペプチドはレセプター結合活性を持っていないことが示唆される。このことから、平成8年度科研費(萌芽的研究)ではロイシンリッチリピート数の異なるタンパク質を多数作成して、研究を続行している。2)植物体への導入と抵抗性の発現上記合成ペプチドに対するcDNAを作成し、Agrobacterium tumefaciensのTiプラスミドに由来するバイナリーベクターpBI121のGUS遺伝子とそれぞれ置換したプラスミドを作製し、A. tumefaciensを介してこれらのプラスミドをタバコに導入した後、カナマイシン抵抗性カルスから常法により文化させた植物体を得た。形質転換タバコにR.solani菌を接種して植物体レベルでの抵抗性を検討したが、この方法ではR.solaniに対し抵抗性を発現しなかったことから、外部からの作用が必要と結論づけた。
平行平板間の超音速流に関する研究

本研究は,放射状超音速流に関して基礎的な知見を得ることを目的に,2枚の平行平板によって構成されるディスク形流路内の超音速流の挙動について,実験的に調べたものである.ディスク形流路はアスペクト比(流路壁面積/流路体積)が他の流路形状と比較して大きいため,境界層と衝撃波との干渉によって,擬似衝撃波と呼ばれる多数の衝撃波が発生しやすい状況にある.このような衝撃波群の存在はエネルギー散逸の増大を招くため,擬似衝撃波の発生する流れ場の構造を,定量的かつ定性的に明らかにする必要がある.そこで本研究では,平行平板間の放射状超音速流中に生じる擬似衝撃波について圧力計測を行い,流れを支配すると考えられるパラメータの定量的な評価を行った.実験に用いた風洞は,半径400mm,高さ10mmのアルミニウム製ディスク形流路を組み込んだ吸い込み式超音速風洞であり,作動気体には空気を使用した.流れ場の計測は,流路下流の背圧を変化させることにより種々の圧力比のもとで実施したが,特に基礎データが不足していると思われる,遷音速領域付近の低マッハ数の流れ場において発生する衝撃波現象を対象に,静圧および全圧の時間平均値,壁面の変動圧を測定した.実験で得られた静圧分布,全圧分布の形状,およびマッハ数の変化は,擬似衝撃波が発生している流れ場に特有のものであり,圧力分布の形状から擬似衝撃波の長さを求めることができた.これらの実験結果から,圧力上昇直前のマッハ数,擬似衝撃波の長さ,および擬似衝撃波による静圧上昇比の各パラメータ間に存在する相関式を見い出し,その相関関係が,従来の研究において明らかにされている,高マッハ数領域での実験結果も含めて成立することを確かめた.今後はより詳細な流れ場のマッハ数分布を求め,本研究の結果を踏まえて,ディスク形流路に適したディフューザの検討を行う予定である.本研究は,放射状超音速流に関して基礎的な知見を得ることを目的に,2枚の平行平板によって構成されるディスク形流路内の超音速流の挙動について,実験的に調べたものである.ディスク形流路はアスペクト比(流路壁面積/流路体積)が他の流路形状と比較して大きいため,境界層と衝撃波との干渉によって,擬似衝撃波と呼ばれる多数の衝撃波が発生しやすい状況にある.このような衝撃波群の存在はエネルギー散逸の増大を招くため,擬似衝撃波の発生する流れ場の構造を,定量的かつ定性的に明らかにする必要がある.そこで本研究では,平行平板間の放射状超音速流中に生じる擬似衝撃波について圧力計測を行い,流れを支配すると考えられるパラメータの定量的な評価を行った.実験に用いた風洞は,半径400mm,高さ10mmのアルミニウム製ディスク形流路を組み込んだ吸い込み式超音速風洞であり,作動気体には空気を使用した.流れ場の計測は,流路下流の背圧を変化させることにより種々の圧力比のもとで実施したが,特に基礎データが不足していると思われる,遷音速領域付近の低マッハ数の流れ場において発生する衝撃波現象を対象に,静圧および全圧の時間平均値,壁面の変動圧を測定した.実験で得られた静圧分布,全圧分布の形状,およびマッハ数の変化は,擬似衝撃波が発生している流れ場に特有のものであり,圧力分布の形状から擬似衝撃波の長さを求めることができた.これらの実験結果から,圧力上昇直前のマッハ数,擬似衝撃波の長さ,および擬似衝撃波による静圧上昇比の各パラメータ間に存在する相関式を見い出し,その相関関係が,従来の研究において明らかにされている,高マッハ数領域での実験結果も含めて成立することを確かめた.今後はより詳細な流れ場のマッハ数分布を求め,本研究の結果を踏まえて,ディスク形流路に適したディフューザの検討を行う予定である.
新導電材料としてのフッ素およびフッ化物系グラファイト層間化合物

フッ化チタン、フッ化バナジウム、フッ化ニオブ、フッ化タンタルを挿入種とするグラファイト層間化合物をフッ素ガス中で合成し、その構造と化学結合および電気伝導度について検討した。フッ化チタン、フッ化バナジウムでは主として炭素一層おきにフッ化物が挿入された第2ステージ化合物が得られたが、フッ化ニオブ、フッ化タンタル系ではすべての炭素層にフッ化物が挿入された第1ステージ化合物が生成しやすいことがわかった。組成分析、光電子分光法、X線回折測定より、挿入されたフッ化チタンは6配位のTiF^<2->_6であるが、フッ素を共有した鎖状構造をとり、またフッ化バナジウムの場合はVF^-_6イオンのフッ素が炭素層の六角網目に深くはまり込むネスリングが起こり、ともに非常に高い安定性を示した。これは鎖状構造およびネスリングにより、挿入化学種の層内拡散が困難になり、空気中の水分との反応による分解が防止されるためと考えられる。一方フッ化ニオブ、フッ化タンタルは強いルイス酸であるため、インターカレーションは容易であるが、前2者と比較すると空気中では不安定であった。バナジウムに比べてニオブ、タンタルのサイズが大きいので、六フッ化物イオン全体が大きくなり、ネスリングが起こりにくいためと考えられる。光電子分光法より求めた炭素およびフッ素のスペクトルより、ホストのグラファイトと挿入されたフッ化物の化学結合はイオン性であることが明らかとなった。高配向性熱分解黒鉛をホストとして合成した化合物の電気伝導度を非接触ウィーンブリッジで測定したところ、ホストの電導度の1012倍である1.72.0×10^5S・cm^<-1>の高い値が観測された。特にフッ化チタン、フッ化バナジウムの化合物は安定で、数ケ月から8ケ月間空気中に放置しても電導度はほとんど変化しなかった。1.天然グラファイト,高配向性パイログラファイトを用いて,フッ化チタン,フッ化バナジウムのグラファイト層間化合物(CxTiFy, CxVFy)を合成し,その構造,化学結合,電気伝導度および安定性を調べた.フッ素雰囲気下ではフッ化チタンの第2ステージ化合物が容易に合成される.層間化合物はCxTiF_5に近い組成を有し,そのF_<1s>ESCAスペクトルは2つのイオン結合性ピークを示す.また粉末X線回析からグラファイト層間に挿入されたTiF^<2->_6イオンはチタンがフッ素を共有した鎖状構造をとることが明らかとなった.高配向性パイログラファイトをホストとする化合物の最大電導度は2.4×10^5Scm^<-1>で元のグラファイトの13倍であった. CxTiFyは極めて安定で空気中においてもその電導度, X線回析図は長期間ほとんど変化しなかった.これは挿入されたTiF^<2->_6が鎖状構造を有し,グラファイト層間を拡散しにくいためと考えられる.2.CxVFyでは第1-8ステージ化合物が合成された.挿入化学種はVF^-_6であり, CxTiFyのような架橋構造はとらないことが元素分析, ESCAスペクトルより示された.しかし第2ステージ以上の化合物ではグラファイト層間におけるVF^-_6の面内密度が減少するにつれて組成はC_<8n>VF_6よりC_<14n>VF_6(n:ステージ数)へ変化し,層間におけるVF^-_6の厚みが幾何学的モデルより0.40.6〓減少した.

これはVF^-_6のFのベンゼン環へのはまり込み(ネスリング)に帰せられ,この化合物の高い安定性の原因と考えられる.面内方向の最大電導度は2.0×10^5Scm^<-1>で元のグラファイトの12倍であった.空気中における電導度の低下は8ケ月間で3-13%であり, CxVF_6が高い安定性を示すことが示された.フッ化チタン、フッ化バナジウム、フッ化ニオブ、フッ化タンタルを挿入種とするグラファイト層間化合物の構造と化学結合、電気伝導度について研究した。フッ化ニオブ、フッ化タンタルは強いルイス酸で、前2者の場合と異なり、容易にすべてのグラファイト層間にフッ化物が挿入された第1ステージ型化合物が得られた。組成分析、光電子分光法、X線回折測定より、挿入されたフッ化物はNbF_6^-およびTaF_6^-であり、少量の過剰のフッ素を含むことがわかった。NbF_5、TaF_5の蒸気圧、フッ素ガスの圧力を下げることにより、高次ステージの化合物を合成することができた。特にフッ化物の蒸気圧を下げると面内密度の小さい層間化合物が合成され、この場合には六フッ化物イオンのフッ素が炭素層の六角網目にはまり込むネスリング現象が部分的に起こり、化合物の安定性は増加する。しかし、NbF_6^-、TaF_6^-のカチオンがバナジウムよりかなり大きいため六フッ化物イオンのネスリングはVF_6^-の場合ほど起こらず、化合物は余り安定ではない。光電子分光法より求めた炭素、フッ素のスペクトルよりホストとフッ化物はイオン結合性を有し、また非接触ウィーンブリッジで測定された層間化合物の電導度は元のグラファイトの10倍、1.7X10^5S・cm^<-1>であった。本研究を通じて、鎖状構造を有するフッ化チタン、ネスリングの起こりやすいフッ化バナジウムの層間化合物が高い電導性と安定性を示すことが明らかとなったので、これらの化合物をホストとした新しい化合物の合成、電気化学的挙動、カチオンサイズの小さいフッ化物を挿入種とする新しい層間化合物の合成、構造、物性について今後研究を進めていきたい。
サブストラクチャ法を用いた次世代振動台実験法の開発

本研究では,構造物の地震時応答を最も直接的に再現しうる振動台実験にサブストラクチャ法を導入することによって,大規模構造物に対する地震時応答を過度の縮小模型を使うことなく振動台上で再現する仕組みを構築し,それを,長周期地震動を受ける高層建物の応答と損傷評価に適用する.この目的を達成するために,(1)「コンクリートマスー履歴ダンパー-積層ゴム支承」からなる機構を用いたサブストラクチャ構造物の構築,(2)「非線形コントローラー」の整備,(3)「リアルタイムフィードバック制御」機構の開発,(4)「高層建物に対するサブストラクチャ法振動台実験」の実施の4ステップからなる研究計画に沿って研究を遂行する.平成21年度では,上記研究のうち,(2)「非線形コントローラー」の整備,(3)「リアルタイムフィードバック制御」機構の開発に取り組んだ.(1)で構築する機構とそれに組み込んだ構造物を全体システムとしてとらえた場合,機構と構造物双方が非線形の復元力特性を有するが,これら非線形性を加味しつつ,構造物に所定の応答を与えるための入力を同定する必要があるが,それを「Inverse Dynamic Compensation via Simulation」法を適用することによって最適入力を決定するという制御機構(非線形コントローラー)を整備した.また(3)では,(2)の拡張として機構と構造物それぞれが有する非線形性を準リアルタイムで特定し,またその結果を非線形コントローラーに反映させる仕組みを考案した.さらに,(2),(3)で整備する制御法の妥当性を,(1)で構築した機構と骨組モデルを組み合わせた実験システムを用いて検証した.本研究では,コンピュータによる数値解析と構造実験を併用して大型構造物の地震時応答を再現するハイブリッドオンライン実験手法の拡張として,構造物の地震時応答を最も直接的に再現しうる振動台実験にサブストラクチャ法を適用することによって,大規模構造物に対する地震時応答を過度の縮小模型を使うことなく振動台上で再現する仕組みを構築する.具体的には,長周期地震動を受ける高層建物の応答と損傷を振動台でどう再現しうるかという課題を設定する.以上の背景に基づいて,本研究では下記の4ステップからなる研究計画を立案した.(1)「コンクリートマス-履歴ダンパー-積層ゴム支承」からなる機構を用いたサブストラクチャ構造物の構築:(2)「非線形コントローラー」の整備:(3)「リアルタイムフィードバック制御」機構の開発:(4)「高層建物に対するサブストラクチャ法振動台実験」の実施.初年度である本年度では,(1)に取り組むとともに(2)に着手した.主たる成果は下記の通りである.(1)では,コンクリートマスと履歴ダンパーと積層ゴム支承から構成される機構(これを層要素と呼ぶ)を設定し,これを実験部分に接続させることによって,固有周期特性を調節するとともに,振動台の揺れを増幅して長周期地震動を生成する仕組みを考案した.またここでは,"generic algorithm"を用いて,所定の揺れと構造特性を確保するために必要なマス,ダンパー,支承の特性を同定する手法を整備した.上記の層要素自身が有する非線形性を加味したうえで,所定の応答を得るための(振動台)入力の同定が必要となるが,(2)において,これを実現するための"minimum control synthesis(MCS)algorithm"の適用法を試作した.本研究では,構造物の地震時応答を最も直接的に再現しうる振動台実験にサブストラクチャ法を導入することによって,大規模構造物に対する地震時応答を過度の縮小模型を使うことなく振動台上で再現する仕組みを構築し,それを,長周期地震動を受ける高層建物の応答と損傷評価に適用する.この目的を達成するために,(1)「コンクリートマスー履歴ダンパー-積層ゴム支承」からなる機構を用いたサブストラクチャ構造物の構築,(2)「非線形コントローラー」の整備,(3)「リアルタイムフィードバック制御」機構の開発,(4)「高層建物に対するサブストラクチャ法振動台実験」の実施の4ステップからなる研究計画に沿って研究を遂行する.平成21年度では,上記研究のうち,(2)「非線形コントローラー」の整備,(3)「リアルタイムフィードバック制御」機構の開発に取り組んだ.(1)で構築する機構とそれに組み込んだ構造物を全体システムとしてとらえた場合,機構と構造物双方が非線形の復元力特性を有するが,これら非線形性を加味しつつ,構造物に所定の応答を与えるための入力を同定する必要があるが,それを「Inverse Dynamic Compensation via Simulation」法を適用することによって最適入力を決定するという制御機構(非線形コントローラー)を整備した.また(3)では,(2)の拡張として機構と構造物それぞれが有する非線形性を準リアルタイムで特定し,またその結果を非線形コントローラーに反映させる仕組みを考案した.さらに,(2),(3)で整備する制御法の妥当性を,(1)で構築した機構と骨組モデルを組み合わせた実験システムを用いて検証した.
鉄系およびNi-Ti系合金における擬弾性効果発現条件の探求とそのメカニズムの解明

本研究では形状記憶合金の知見から擬弾性効果を発現する合金と機構について検討する.2元系B2型合金と不規則A2型合金の対称性について考える.結晶構造の一つの原子とそれに隣接する原子の極性を考慮した対称性から,結晶構造の取りうる極配置を分類し,隣接原子の極配置との関係について調べた.結果を2元系形状記憶合金の相変態後の結晶系と比較した.変形におけるひずみエネルギと変態時における熱量の関係を調べ,エネルギ収支の観点から変態と変形におけるエネルギは同等に取り扱うことができることを示した.最後に,3種類の鉄系の合金において弾塑性変形試験を行い,擬弾性効果について検討した.本研究では形状記憶合金の知見から擬弾性効果を発現する合金と機構について検討する.2元系B2型合金と不規則A2型合金の対称性について考える.結晶構造の一つの原子とそれに隣接する原子の極性を考慮した対称性から,結晶構造の取りうる極配置を分類し,隣接原子の極配置との関係について調べた.結果を2元系形状記憶合金の相変態後の結晶系と比較した.変形におけるひずみエネルギと変態時における熱量の関係を調べ,エネルギ収支の観点から変態と変形におけるエネルギは同等に取り扱うことができることを示した.最後に,3種類の鉄系の合金において弾塑性変形試験を行い,擬弾性効果について検討した.真空蒸着によって作成されたNiTi薄膜を透過型電子顕微鏡で観察するためのNaCl基板利用を検討した.特に問題となるのは,基板の表面性状が薄膜に転写されることであるが,セラミック板上の窪みに融解凝固によってNaClを流し込み,空冷によって平滑な基板が製造できることを明らかにした.さらに,この基板を用いて,多結晶NaCl上でAl薄膜は規則構造を有して成長することおよびNi-Ti薄膜は残留した水分の影響で熱処理によって表面に黄金色の酸化膜が生じることを明らかにした.線材および棒材において微量添加元素PとSiが低炭素鋼の擬弾性特性発現の可能性について検討した.Siを添加することにより固溶強化の影響により降伏応力は増加した.普通棒材は焼き入れ,200°Cの焼き戻し,400°Cの焼き戻し材において格子定数は増加するのに対して,Si添加棒材は減少した.負荷除荷繰返試験の結果,擬弾性効果は確認されなかった.ポテンシャル解析により,Ti-Ni合金のマルテンサイト変態の導入は,すべりよりも容易に起こるが,Feの場合ではマルテンサイト変態よりもすべりの方が生じやすい.さらに,過剰なエネルギを加えた場合は,結晶内に欠陥が導入されるため,不可逆的なマルテンサイト変態となる.これらは示差走査熱量計による解析からも示唆された.FeにPを固溶限である2.8%まで添加したFe-P合金を作製し,熱処理後に圧縮試験を行い,弾塑性特性を調べた.その結果,降伏応力が上昇したが,破断応力と破断ひずみが減少し,破断後の電子顕微鏡観察から粒界破壊が支配的であり,双晶変形の発現には粒界強度の改善が必要であることが示唆された.FeにSiを固溶限である13.4%まで添加したFe-Si合金を作製し,熱処理後に圧縮試験を行い,弾塑性特性を調べた.その結果,硬さが上昇したが,塑性変形をほとんど示さなかった.さらに,X線回折の結果,硬さの上昇はSiの固溶強化より,α_1組織のDO_3構造による転位移動の阻害によると考えられた.これは双晶変形発現の可能性を示唆している一方,電子顕微鏡によるEDS解析の結果,黒鉛の析出が認められ,今後の課題となった.擬弾性・形状記憶効果の発現には,マルテンサイト変態中にエネルギの移動を必要とする.このエネルギは熱量として外部に対して吸収・放出するので,この熱量を調べることによって形状回復の性能評価とその性能を改善する方策の検討が可能であると考えた.そこで,TiNi51.01at%とTiNi49.15at%の線材に各種形状記憶処理を施し,示差走査計による熱量評価,引張試験による力学評価,X線回折による結晶構造解析を行った.その結果,形状記憶効果における形状回復量は,変態する際の熱量に依存することが明らかとなり,これは双晶変形を推進するためのエネルギ量と関連すると考えた.さらに,擬弾性効果発現の際はより多くの熱量が必要であると推察した。さらに,B2-B19'相の間にR相が加わるとエネルギ障壁が下がったため,擬弾性効果促進のためにはR相変態の導入が鍵となると考えた.さらに,これまでの結果から新しい擬弾性・形状記憶材料の開発を検討した.Ni-Zn合金は形状記憶効果発現の報告はないが,これはマルテンサイト変態温度が高いためである.さらに,Fe-Ni合金はすでに形状記憶効果発現の報告があるが,実用化には至っていない.そこでこれら合金を基にした供試材を検討し,試験片を作製した.1.Ti-Ni系形状記憶合金のマルテンサイト変態に対する熱力学的検討:変形状態の異なるTi-Ni合金に対して示差走査熱量測定をおこなった.その結果,形状記憶効果を示す逆変態温度はひずみによって高温側に推移し,その開始と終了の温度間隔は小さくなった.

さらに,変形による残留ひずみエネルギとDSCによって得られた逆変態での吸収熱量の和は,残留ひずみエネルギの量によらずほぼ一定の値となり,無負荷の状態に対して約7J/g程度のエネルギ損失が生じた.2.相変態のモンテカルロシミュレーション:古典的なレナード・ジョーンズポテンシャル(LJP)を改良した2種類のポテンシャル関数を提案し,FCC-BCC変態のシミュレーションを行った.新しく提案されるポテンシャル関数は1LJPに第二近接原子に相当する修正項を加える,2磁性のシミュレーションで用いられるイジングモデルをLJPとカップリングする.である.後者は新しい経験的ポテンシャル(LJIP)である.このLJIPを用いてBCC構造の相変態モンテカルロシミュレーションを行った結果,高温においてFCC構造を確認した.3.FeNiとNiZnの形状記憶・擬弾性効果について:鉄系形状記憶合金として,Fe-30Ni系合金を実験に供した.焼入れ,焼き戻し,サブゼロ処理等の熱処理を施し,力学試験によって形状記憶・擬弾性効果を検証した.その結果,応力ーひずみ関係からわずかではあるが擬弾性の現象を確認した.Ni-Zn合金は,融点の差が大きいため従来の溶解法では合金化が難しい.そこで,メカニカルアロイング法(MA法),ホットプレス,焼結法を用いることで円柱状試験片の作製が可能となった.さらに,マルテンサイト変態点温度を低下させるためにAlを添加し,DSC測定によってAl添加量の増加とともに変態点温度が低下することを明らかにした.実施予定の試験・解析は(a)擬弾性材料の開発,(b)材料特性評価,(c)メカニズムの検討の3つである.(a)は,Fe-Ni合金の試験が予定通り進んでいる.(b)は主にNi-Ti合金の熱分析,繰返し負荷試験,電子顕微鏡観察が予定通り進んでいる.(c)は点群による解析は順調に結果が得られているものの,分子力学シミュレーションはいまだ成果が得られていない.24年度が最終年度であるため、記入しない。Ni-Ti合金とFe-Ni合金のバルク材および線材の擬弾性・形状記憶効果発現を確認するための力学試験を行うと同時に示差走査熱量計による熱分析を行い,力学-熱エネルギーの収支の観点からマルテンサイト変態のメカニズムを再検討する.さらに,新しい擬弾性材料(形状記憶材料)の探索を目的とした材料特性の検討を行う.まず,転位の移動を阻害し擬弾性効果に必要な双晶変形の発現させるために,Si,Pの添加元素を固溶限まで溶解させた低炭素鋼試験片を作製し,力学試験に供する.さらに,メカニカルアロイング法でNi-Zn合金を作製し,擬弾性効果について調べる.また,分子力学シミュレーションをモンテカルロ法に変更してB2結晶構造の解析を実施する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
リン代謝調節系を支配するシグナルネットワーク分子の発見と分子統制機能の解明

無機リン酸(以下リン)は生体のエネルギー代謝、細胞膜の構成成分あるいは、カルシウムとともに骨格の形成など生体機能維持に必須のイオンである。しかしながらカルシウム代謝調節に関与する多くの分子の発見に比べて、リン代謝代謝系は全く明らかにされていない。最近、我々はリンの調節系を新規リン調節ホルモンやリン応答転写因子の存在を解明した。そこで、発見したリン代謝ホルモンファミリー(Phosphatonin,別名FGF23)の標的分子の同定を行った。マウスFGF23CDNAをpcD4ベクターを用いて、ウイルスペクターに連結後、昆虫細胞に感染させた。感染後、細胞培養液中に分泌された、FGF23をHPLC,及び抗体カラムを用いて単一に分離同定した。次に、標的分子クローニングのため、ラベル化FGF23を用いて、腎尿細管細胞膜に結合する特性を調べた。この結果、FGF23の標的分子としてNa/Pi cotransporter(type : IIC)を新しく同定した。この分子の機能や発現機構について検討し、新しいリン代謝調節系の存在を明らかにした。さらに、5/6腎摘ラットに高リン食を与え、3週間飼育後、高リンモデル動物を作製した。血中各種パラメーターを測定し、腎機能を検査した。さらに、アデニン投与による腎不全モデルを作製し、高リンモデル動物を作製した。これらの動物にFGF23を投与することにより、高リン血症の病態が改善された。その理由を明らかにする目的で、小腸リン輸送活性およびリン低下作用機構を検討した。高リンモデル動物に組み換えFGF23,MEPEを投与し、その後小腸を摘出し、リン吸収能を測定した。その結果、FGF23は小腸リン吸収阻害活性を有し、リン輸送担体Type IIb Na/Pi cotransporterを阻害していることが確認された。我々は新規リン代謝調節ホルモンStanninocalcinおよびPhosphatoninの機能調節を支配するPHEX蛋白の生理作用を解明する目的で、遺伝子工学が容易なショウジョウバエをモデルにPHEXの機能やリン代謝調節系を明らかにすることを試みた。ショウジョウバエcDNAライブラリーから、dPHEX遺伝子のクローニングを行った。dPHEXは他のPHEX遺伝子すべてに保存された亜鉛結合部位やシステインモチーフはdPHEX内でも高度に保存されており、他種と同様ファミリーを形成していることも明らかとなった。またdPHEX遺伝子はX染色体に存在することを明らかにし、ショウジョウバエからヒトまで大きく種を超えて遺伝子座が保存されていることを示した。RT-PCR法により、dPHEXmRNAは初期胚にはやや少ないが、幼虫・成虫に至るまで広い範囲で発現しており、生体内で基本的且つ重要な機能をしていることが示された。またin situ hybridizationによって発現部位を確認した結果、幼虫ならびに成虫の脳に強い発現が見られた。また幼虫時には弱いながら中腸にもシグナルが検出された。これらのことから、PHEXの作用機構はショウジョウバエからヒトまで保存されていると考えられた。今後、dPHEX蛋白質やマウスPHEXタンパク質を過剰発現するトランスジェニックショウジョウバエの作製や、RNA干渉法(RNA-mediated interference:RNAi)によるdPHEX遺伝子を不活化することでPHEX遺伝子の生体レベルでの機能を明らかにする。

そこで、発見したリン代謝ホルモンファミリー(Phosphatonin,別名FGF23)の標的分子の同定を行った。マウスFGF23CDNAをpCD4ベクターを用いて、ウイルスベクターに連結後、昆虫細胞に感染させた。感染後、細胞培養液中に分泌された、FGF23をHPLC及び抗体カラムを用いて単一に分離同定した。次に、標的分子クローニングのため、ラベル化FGF23を用いて、腎尿細管細胞膜に結合する特性を調べた。この結果、FGF23の標的分子としてNa/Pi cotransporter (type IIC)を新しく同定した。この分子の機能や発現機構について検討し、新しいリン代謝調節系の存在を明らかにした。さらに、5/6腎摘ラットに高リン食を与え、3週間飼育後、高リンモデル動物を作製した。血中各種パラメーターを測定し、腎機能を検査した。さらに、アデニン投与による腎不全モデルを作製し、高リンモデル動物を作製した。これらの動物にFGF23を投与することにより、高リン血症の病態が改善された。その理由を明らかにする目的で、小腸リン輸送活性およびリン低下作用機構を検討した。高リンモデル動物に組み換えFGF23,MEPEを投与し、その後小腸を摘出し、リン吸収能を測定した。その結果、FGF23は小腸リン吸収阻害活性を有し、リン輸送担体Type IIb Na/Pi cotransporterを阻害していることが確認された。
高純度フッ化カルシウム結晶を用いた暗黒物質の探索

フッ化カルシウム(CaF_2)シンチレータを用いた二重ベータ崩壊研究用CANDLESIII実験装置を暗黒物質探索(DMS)にも適用可能にすべく改良を行った。1.低エネルギー信号を効率よく捕らえるべく、結晶の発光特性、液体シンチレータの光学特性、光電子増倍管(PMT)の感度特性などを測定・調査し、更にそれに基づくシミュレーションにより、シンチレータ・PMT・ライトガイドの最適配置を考案した。特にライトガイドとしては反射率の高い鏡面反射材を用いて入射角が大角度になるよう(反射回数がなるべく少なくなるよう)配置することにより反射面での光のロスを最小にする構造を採用した。これを実験的に検証すべく小型のプロトタイプ測定装置を設計・製作し、現在測定を進めている。2.最終的なバックグラウンド源であるシンチレータ内部の放射性不純物を低減するため、原料・製法の違いによる不純物濃度の変化を調べた。その結果に基づき、シンチレーション結晶の追加購入を行った。3.シンチレータの消光係数の測定を、中性子ビームを用いて行った。比較のため、数種のシンチレータ(Euのドープなし・あり・異なる濃度)を用意し測定を行った。4.上記において、シンチレータの種類による消光係数の変化の原因を探る研究を行った。加速器や線源などを利用して、異なる放射線(γ,p,Li)をシンチレータに照射しその発光波長スペクトルを測定した。その結果、CaF_2シンチレータは2種の波長成分を持ち、照射粒子の種類によってその強度比が変化することがわかった。今後この結果を粒子弁別に応用できないか、検討していく。5.低エネルギー信号検出用に、信号のPMT分布や時間分布情報を利用したインテリジェントなトリガー回路系の整備を進めた。試作機を用いて小型プロトタイプ検出器に適用し、それに基づいたシミュレーション研究を行っている。現在大阪大学では、^<48>Caの二重ベータ崩壊測定を目的としてフッ化カルシウム(CaF_2)シンチレータを用いたCANDLES III実験装置が建設中である。本研究では、この装置を暗黒物質探索(DMS)にも適用可能なように、以下の改良を目指している。DMSではより低エネルギー(数から数十keV)の信号を測定することになるため、更なる集光効率の向上を図る必要がある。そこで結晶の発光特性、液体シンチレータの光学特性、光電子増倍管の感度特性などを測定・調査し、更にそれに基づくシミュレーションとを合わせて検討した結果、液体シンチレータは結晶からの蛍光の波長変換層と、外部からのバックグラウンドに対する逆同時計測を行う層の2層式のシステムにすることと決定した。波長変換層では変換効率を最大にするように、また逆同時係数層では透過率と発光量が最大になるよう、それぞれの成分組成を決定した。実際の実験装置では多数のPMTを用いて、それぞれで単一光子計数を行うことになる。PMTの増加に伴い電気的雑音信号の増加も予想される。これを排除するためには信号のPMT分布や時間分布情報を利用したインテリジェントなトリガー回路が必要である。高速動作可能なFPGAを用いたトリガー回路と、単光子信号の時間分布情報を記録する大容量のバッファメモリを搭載した回路を、計算機へ高速転送が可能なインターフェイス(VME)を用いて製作することにした。試作機等を用いて検討を進めている。EuをドープしたCaF_2(Eu)結晶はドープしていないものよりも消光係数小さいことがわかっている。DMSでは消光係数の大きいものが、二重ベータ崩壊実験では小さいものが有利なため、Euのドープ量による消光係数の変化を測定することにした。本年度は2種類の異なるドープ量の結晶について測定を行った。今後も何種類かの結晶について測定を進める予定である。

現在大阪大学では、^<48>Caの二重ベータ崩壊測定を目的としてフッ化カルシウム(CaF_2)シンチレータを用いたCANDLES III実験装置が建設中である。本研究では、この装置を暗黒物質探索(DMS)にも適用可能にすべく改良を目指している。本年行った研究は以下のとおりである。1.シンチレーション光の伝播シミュレーション研究と個々の光電子増倍管の特性測定に基づいて、光電子増倍管関連の最適化を行った。性能の劣る光電子増倍管の置き換えと、最適化された配置を実現するための増倍管支持機構の設計・製作を行った。2.最終的なバックグラウンド源であるシンチレータ内部の放射性不純物を低減するため、原料・製法の違いによる不純物濃度の変化を調べた。その結果に基づき、シンチレーション結晶の追加購入を行った。3.昨年度に引き続き、シンチレータの消光係数の測定を行った。今年度はより実態に近い低エネルギー(数十から百keV)領域における原子核反跳信号を測定すべく、大阪大学大学院工学研究科のOKTAVIANからの中性子ビームを用いて実験を行った。比較のため、数種のシンチレータを用意し測定を行った。現在、結果の取り纏め中である。4.上記3.において、シンチレータの種類による変化の原因を探る研究を行った。加速器や線源などを利用して、異なる放射線(γ,p, Li)をシンチレータに照射しその発光波長スペクトルを測定した。その結果、CaF_2シンチレータは2種の波長成分を持ち、照射粒子の種類によってその強度比が変化することがわかった。今後この結果を粒子弁別に応用できないか、検討していく。5.昨年度に引き続き、トリガー回路系の整備を進めている。試作機を用いて小型プロトタイプ検出器に適用し、それに基づいたシミュレーション研究を行っている。1.昨年度に引き続き、シンチレータの消光係数の測定を行った。大阪大学大学院工学研究科のOKTAVIANからの中性子ビームを用いて実験を行った。昨年度の実験で測定に難のあった低エネルギー領域での測定を目指して回路系の改良を行い、大統計の測定を行った。現在結果の取り纏め中である。2.昨年度光電子増倍管の最適配置を行ったが、低エネルギー領域における最大の雑音源は光電子増倍管中に含まれる放射性不純物であり、そのために光電子増倍管はある程度距離を持って配置せざるを得なかった。これを補償すべく、また低エネルギー領域におけるS/N比の向上(信号波形情報によるn/γの弁別など)のために、集光効率の更なる向上に取り組んだ。具体的には反射率の高い鏡面反射材を用いて入射角が大角度になるよう(反射回数がなるべく少なく
地球温暖化に伴う河口感潮域の水理・地形環境の変化と適応策に関する研究

地球温暖化に伴う環境の変化について,様々な観点からの検討がなされている.しかし,河口部において温暖化により生じる現象に関する研究はあまり見られない.そこで,河口感潮域における現象変化の予測として,(1)河口周辺海浜における汀線変化,(2)海面上昇・上記汀線後退の影響を受けた河口平衡断面形状の変化,(3)河口感潮域における塩水遡上の形態変化,遡上域の変化,(4)河口周辺域地下水への塩水浸入の変化について検討を行った.地球温暖化に伴う環境の変化について,様々な観点からの検討がなされている.しかし,河口部において温暖化により生じる現象に関する研究はあまり見られない.そこで,河口感潮域における現象変化の予測として,(1)河口周辺海浜における汀線変化,(2)海面上昇・上記汀線後退の影響を受けた河口平衡断面形状の変化,(3)河口感潮域における塩水遡上の形態変化,遡上域の変化,(4)河口周辺域地下水への塩水浸入の変化について検討を行った.岩木川を対象とした研究では,十三湖における水理特性に関する研究および生物(ヤマトシジミ)の生息に関する研究を実施した.水理特性に関しては,水戸口から十三湖へ海水が流入および湖水が流出する流動特性について調査,解析を行うとともに,十三湖内での塩水流動特性について解析を行った.ヤマトシジミの生息に関しては,十三湖内の水環境(特に水質面に着目)とシジミの個体数の相関などについて既存のデータを用いた解析を中心に検討を行った,夏井川を対象とする研究では,現地観測から開削工の効果に関する水理,海象条件を示し,河川流量,潮位差,波長,波高をもとにした河口砂州の最終形状と河口閉塞の有無に関する実験から効果的な開削条件について示した.阿賀野川では、近年夏季の大きな出水が少ないこと、融雪期の出水も少ないことが確認された。また、関川についても河口付近に土砂が堆積して河積が減少することが報告されており、流量および波向・波高との関係について検討を行った。肱川河口砂州近傍においては,ADCPのボトムトラッキング機能を用いた流速・地形同時観測結果をもとに,出水による砂州のフラッシュ後の土砂移動および冬期波浪による砂州の前進に及ぼす流れの影響について調べた.また,気候変動と土地利用の変化に対する地中流水温の変化を知るために数値モデルを開発した.気候変動については,GCMによる将来予測データを入力値として,土地利用については都市の拡大を与えて,水温の変化を求めた.その結果,沿岸では,潮汐の影響を強く受けること,2007年に135mm/yだった浸透量が,100年後には50-160mm./yの幅で変化すること,水温は1.52.5度上昇すること等の結果が得られた.さらに,砂州における波の打ち上げ現象を精度良く再現するため、浅水流方程式にGodunov差分スキームを用いた波先端付近の境界計算手法を開発した.岩木川を対象とした研究では、十三湖における水理特性に関する研究および生物(ヤマトシジミ)の生息に関する研究を実施した。汽水湖の環境を大きく左右する海からの塩分流入量を評価するために、湖水の水収支に加え、潮位と湖水位の差に応じた力学的条件を考慮して、十三湖と日本海の流入出量を求める方法を検討した。その結果、水戸口の通過流量および流入塩分量について、妥当な結果を得ることができた。ただし、強風時に生じる吹き寄せの影響を別途考慮する必要性が示唆された。地球温暖化に伴う海水面の上昇に伴い日本の多くの海岸線が後退する可能性がある。砂丘の高さが十分に発達している海浜において越波が生じることは稀であるが、背後にラグーンが存在する海浜においては砂浜の高さが十分に発達せず高波浪時に越波が生じることがある。このようなラグーンには多様な生物が生息することが多く、越波による土砂移動、堆積による干潟の浅化、砂質化、干出面積の減少は大きな問題である。よって、干潟内の土砂堆積を防ぐためにも、越波により生じる堆積土砂量の把握、予測、また、場合によっては対策の検討が必要となる。そこで、2009年10月8日に来襲した台風18号によって蒲生干潟周辺海浜に越波が生じ土砂堆積が確認された。現地調査によりそれぞれの測線上における堆積砂量の実測値を得た。また、堆積砂量の合計は930m^3となった。また、既存の算定式により堆積砂量の計算値を得、その実測値と計算値を比較した結果、0.5倍2倍の範囲に収まっており、台風18号のような波浪条件においても既存の算定式が適用できることが分かった。さらに、それぞれの地点において堆積砂量を求め、越波防止堤の効果を検証した。構造物の設置により、砂丘標高が維持され、越波およびそれに伴う土砂堆積を防止する役割を果たしていることが明らかとなった。岩木川を対象とした研究では、明治時代の測量地図から当時の十三湖の地形をデジタル化により再現し,現在の十三湖の地形との比較を行った.その結果,導流堤の建設や,土砂の堆積による地形の変化を確認することが出来た.明治時代と現在では,湖内の水循環の様子が異なる可能性がある.また,十三湖においては土砂の堆積が地形変化に及ぼす影響は小さく,導流堤建設による地形変化への影響がより大きいものと判断された.