hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「脳・神経細胞におけるインパルス・シグナリンの分子機構」の推進

本総括班は「脳・神経細胞におけるインパルスシグナリング」研究を格段に進展さめるために(a)研究成果の公表、(b)班会議の開催、(c)班員間共同研究の推進、(d)外国研究機関との交流などに重点をおいた。(a)研究成果を公表するために、昨年8月31日に学士会館に於いて、「ニュ-ロサイエンス特別講演会」を、また日本神経科学協会の第14回学術集会に於いてシンポジウム「神経細胞におけるイノシト-ルリン酸とCaシグナリング」を、また日本生物物理学会に於いてシンポジウム「イオンチャネルのモデュレ-ション機構」を、そして本年2月2日には、東大山上会館に於いて、「神経伝達研究の発展」を開催した。(b)計画研究班員と一般公募班員間のコミュニケ-ションを行うため、この一年間に10回の研究会を開催した。この研究会は、一般公募班員が、約30分間に亘り話題を提供し、計画研究班員たちと約一時間にわたるディスカッションを行うものである。これにより相互理解は大いに進んだ。(c)班員間の共同研究を推進するため、源資として、約800万円を用意し、共同研究テ-マを自由に提出して貰い、実施した。応募テ-マは約10題にのぼり、高度の研究成果が得られた。(d)外国研究者との交流を盛んにするために、研究代表者が、ミシガン大学メンタルヘルス研究所、米国NIH、仏国ルイパスツ-ル大学、独国ハイデルベルク大学の著名な研究室を訪ね、セミナ-を行い、我々の研究成果を公表した。その結果、幾つかの共同研究プロジェクトが誕生した。以学第2年度は総括班としても実りの多い年であった。この勢いをもって最終年度には、画期的な研究成果を挙げたいと考えている。
摂食嚥下機能障害への低周波治療の効果について-訓練過程での内視鏡的効果判定-

摂食・嚥下障害の中で、舌による食塊の口腔後方への送り込みが困難な症例や、口腔期と咽頭期での嚥下関連器官の連携が困難な症例がみられ、特に重症例に対して徒手的な治療手技を中心とした嚥下訓練のみでは難渋することも多い。そこで、四肢筋群に使用されてきた低周波治療を嚥下障害にも導入し、低周波により外舌筋と舌骨上筋群を他動的に筋収縮させ、末梢感覚からのフィードバックにより、嚥下関連筋群の協調運動を回復させる方法が有効ではないかと思われる。そこで今回、低周波による嚥下関連器官の動態変化を内視鏡的に分析することを目的に研究を行った。本学の主研修病院である新潟リハビリテーション病院の摂食・嚥下障害患者24名を対象に、摂食・嚥下時における鼻咽腔閉鎖動態と、嚥下関連器官の動態変化を観察し記録した。また、健常成人2名を対象として、低周波治療器(OG-GIKEN社製PURSECURE-PRO KR-7)を使用して、オトガイ下から甲状軟骨上部までの顎下部皮膚上に、正中をはさんで両側平行に低周波電極を装着し、40Hz・3256Vの条件下で、間歇的に通電を行い、舌根・咽喉頭部の動的変化を内視鏡的に観察した。その結果、通電に伴い、舌根部の軽度挙上、喉頭蓋の翻転傾向、披裂軟骨の内転運動、梨状陥凹の拡大が認められた。低周波治療により嚥下反射を誘発することは困難であったが、舌骨上筋群を主体として嚥下関連筋群を反復的に筋収縮させ、嚥下の前段階にまで誘導することが可能であった。尚、電極貼付及び通電条件の決定には、内視鏡的な観察が有効だった。以上のことから本法が口腔期や咽頭期における嚥下障害の改善に有効である可能性が示唆された。平成15年度においては、すでに保有していた鼻咽喉ファイバースコープ(OLYMPUS ENF-P4)にビデオシステム(OLYMPUS OTV-SC)を組み込み、ビデオ内視鏡システムを構築し、画像処理能力を向上させ、病態分析と訓練方法の有効性の客観的評価を可能にした。本学の主研修病院である新潟リハビリテーション病院の摂食・嚥下障害患者14名を対象に、摂食・嚥下時における鼻咽腔閉鎖動態と、嚥下関連器官の動態変化を観察し記録した。

また、'健常成人を対象として、低周波治療器(日本メディックスTrimix202H)を使用して、オトガイ下から甲状軟骨までの間に、正中をはさんで両側平行に低周波(SSP)電極を装着し、3100Hzの通電による舌根、咽喉頭部の動的変化を内視鏡的に観察した。その結果、通電に伴い、舌根部の軽度挙上、喉頭蓋の翻転傾向、披裂軟骨の内転運動、梨状陥凹の拡大が認められた。低周波治療により嚥下反射を誘発することは困難であったが、舌骨上筋群を主体として嚥下関連筋群を反復的に筋収縮させ、嚥下の前段階にまで誘導することが可能であった。本法が口腔期や咽頭期における嚥下障害の改善に有効である可能性が示唆された。平成16年度においては摂食・嚥下障害患者を対象に本法を行い訓練過程での嚥下動態を内視鏡的に分析する予定である。摂食・嚥下障害の中で、舌による食塊の口腔後方への送り込みが困難な症例や、口腔期と咽頭期での嚥下関連器官の連携が困難な症例がみられ、特に重症例において徒手的な治療手技を中心とした嚥下訓練のみでは難渋することも多い。そこで、四肢筋群に使用されてきた低周波治療を嚥下障害にも導入し、低周波により外舌筋と舌骨上筋群を他動的に筋収縮させ、末梢感覚からのフィードバックにより、嚥下関連筋群の協調運動を回復させる方法が有効ではないかと思われる。そこで今回、低周波による嚥下関連器官の動態変化を内視鏡的に分析することを目的に研究を行った。平成15年度に引き続き、本学の主研修病院である新潟リハビリテーション病院の摂食・嚥下障害患者10名を対象に、摂食・嚥下時における鼻咽腔閉鎖動態と、嚥下関連器官の動態変化を観察し記録した。また、健常成人2名を対象として、低周波治療器(OG-GIKEN社製PURSECURE-PROKR-7)を使用して、オトガイ下から甲状軟骨上部までの顎下部皮膚上に、正中をはさんで両側平行に低周波電極を装着し、40Hz・3256Vの条件下で、間歇的に通電を行い、舌根・咽喉頭部の動的変化を内視鏡的に観察した。低周波治療により嚥下反射を誘発することは困難であったが、舌骨上筋群を主体として嚥下関連筋群を反復的に筋収縮させ、電圧を調節することで、嚥下の前段階にまで誘導することが可能であった。尚、電極貼付及び通電条件の決定には、内視鏡的な観察が有効だった。以上のことから本法が口腔期や咽頭期における嚥下障害の改善に有効である可能性が示唆された。
生体内上皮構造の形成に必須なセカンドメッセンジャーコード

上皮性の形態形成運動におけるセカンドメッセンジャーの機能とその調節機構を理解するため、ツメガエルとゼブラフィッシュの神経管形成過程をモデルとして発生細胞生物学的な見地から解析を行った。その結果、細胞内カルシウム経路が神経上皮細胞で起こる頂端収縮を促進すること、その機能の一部が細胞外ATPによって調節されていることを明らかにした。この成果は上皮組織の破綻に由来する様々な疾患の原因解明に寄与することが期待される。前年度の解析からカルシウム経路の活性が神経上皮細胞で一定の頻度で変化し細胞の形態形成を制御する可能性が示唆されたことから、本年度はカルシウム経路を細胞外から制御する因子としてATPに着目し、前年度までに確立したカルシウムイメージング法と種々の阻害実験を組み合わせて、神経組織における細胞外ATPの存在と機能を検討した。まず細胞外ATPが神経管形成に与える影響を検討するために胚にATPを添加した結果、神経板の大規模な収縮運動が観察された。この時の細胞内カルシウムの動態を観察した結果、ATP添加直後に大規模なカルシウム濃度の上昇が起こった。同様のカルシウム上昇は細胞に機械的負荷を与えた時にも起こったことから、機械的負荷がATPの細胞外への放出を制御する可能性が示唆された。また、生理的条件で存在する細胞外ATPの機能を検討するために細胞外にATP分解酵素を強制発現した結果、神経管の閉鎖運動時に生じるカルシウム変動の伝播現象が減少することが明らかになった。更に内在性の細胞外ATPを可視化して観察した結果、ATP結合能に依存してシグナル値の上昇が見られた。以上の結果は、神経板の細胞の間隙にATPが存在し、それがカルシウム動態の活性化を通して神経管の閉鎖運動を制御する可能性を示唆している。今後は細胞外ATPの枯渇が神経管形成に与える影響を検討するとともに、ケージド化合物による細胞外ATPの一過的生成実験を行い、細胞外ATPが神経上皮細胞の形態に与える影響を詳しく解析する必要がある。前年度までの解析から神経管の形成過程で大規模かつ高頻度での細胞内カルシウム濃度の上昇が起こること、それが神経管の閉鎖速度の一過的な加速と時空間的また機能的に関連があること、更にカルシウムパターンが一部は細胞外でのATPの機能に依ることが示唆された。本年度は以上の仮説とカルシウム誘導性の閉鎖運動機構の検証を目的とし人為的なカルシウム濃度操作系と数理モデリングを用いた解析を行った。前者については、Caged-ATPのUV照射系を導入して細胞外ATPの細胞形態形成への影響を調べると共に既知の神経管閉鎖の制御因子との相互作用について検討した。その結果ごく局所的なATPの投与は一過的かつ伝播性のカルシウム活性の上昇を引き起こし更にATP源を中心とした短時間での組織変形を誘導した。この時に細胞頂端面の面積減少が観察されたことから細胞外ATPは頂端収縮を誘導したと推定される。更にこの効果は神経管閉鎖の制御因子の一部の機能を必要とすることを明らかにし、カルシウム誘導性の頂端収縮の分子機構を提唱することができた。後者については、神経管形成過程におけるカルシウム活性の時空間的なパターンの変化が頂端収縮と閉鎖運動の進行に与える効果について数理モデルを用いて推定した。その結果、カルシウムパターンには閉鎖運動に対して非線形の効果があること、更にこの効果は一過的なカルシウム経路の活性化に依らない持続的な閉鎖運動の効果と独立に与えられることを示唆する結果が得られた。この結果は神経管の形成過程でカルシウムパターンを調節することの生理学的な意義を支持するものである。カルシウム経路とcGMP経路の動態を可視化する蛍光プローブを初期神経胚に発現させてタイムラプス観察を行った結果、神経管形成過程においてcGMP経路は顕著な動態変化を示さない一方で、カルシウム経路は神経上皮細胞で一定の頻度で活性が変化するという予備的データを得た。この時に、神経上皮細胞は伸張運動と頂端収縮運動を起こしたことから、神経管形成過程でのカルシウム経路は動的な性質を持ちかつ細胞形態形成を制御する可能性が示唆された。また、カルシウム経路とcGMP経路の動態を阻害する変異型コンストラクトや小分子化合物を初期神経胚に作用させて影響を解析した結果、カルモジュリン依存性蛋白質キナーゼMLCKのドミナントネガティブ変異体、膜電位依存性のカルシウムチャネルの阻害剤、更に小胞体からのカルシウム放出に関する経路の阻害剤が神経管形成を阻害することが分かった。単細胞レベルでの観察から処理胚では頂端収縮が阻害されている傾向が見られており、詳細な解析を進めている。更に、カルシウム経路の動的な性質を制御する上位の機構を明らかにするため、神経管形成過程での機能が明らかになっている細胞極性因子(非古典的Wnt/PCP経路)やアクチン結合タンパク質、非筋型ミオシンの機能を抑制した時のカルシウム動態を解析したが、現在までに明らかな変化は見られていない。計画していた研究解析はほぼ予定通り実施でき、カルシウム経路の新たな動態、細胞形態形成との機能的関連、細胞外ATPのそれらに対する関与を示唆する知見が得られ、次年度での発展が見込まれる。

一方、カルシウム経路により制御される下位の機構については同定に至っておらず課題が残る。計画していた研究解析はほぼ予定通り実施でき、またカルシウム経路の新たな動態、更に細胞形態形成との機能的関連を示唆する新たな知見が得られ、次年度以降への発展が見込まれる。一方でカルシウム経路を制御する上位の機構については同定に至っておらず課題が残る。本研究を通して神経管形成におけるカルシウム経路の活性パターンと意義が明らかになりつつあり、今後は細胞形態形成に繋がる分子機構の同定が肝要となる。このため、これまでに確立した人為的なカルシウム濃度操作系を活用した解析を積極的に進めていく。また、これまでは細胞形態形成に着目していたが、神経管形成で見られる他の運動、例えば収斂運動での機能も精査することが重要である。予備的に得られたカルシウム動態の変化について今後は定量的に扱い統計処理を行うことで、普遍的なパターンの抽出を行う必要がある。また、そのパターンが細胞形態形成に与える影響も精査する。更に光操作技術を活用しカルシウムと細胞形態の機能的関連を実験的に検証する。また、カルシウム経路を制御する上位の機構の同定が本研究の進展には必要であり、今後は候補分子の広範なリストアップを再度行い、検証を進める。本年度は形態形成運動におけるカルシウムパターンのデータ収集と画像処理、さらに細胞外ATPの機能に関する観察を主体とした解析に大部分を割いたため、当初予定していた分子生物学的実験は次年度に行うこと変更した。このため、本年度に計上していた物品費の多くは次年度での研究の遂行に必要な消耗品(分子生物学試薬、ガラス器具を予定)の購入費として、次年度に請求する研究費と合わせて使用する計画である。支出状況はほぼ当初の計画通りであった。次年度に使用することになった研究費については、研究の遂行に必須な消耗品(分子生物学試薬を予定)の購入費として、翌年度以降に請求する研究費と合わせて使用する計画である。
インターネットを活用したナチス台頭期在独日本人知識人グループの研究-ワイマール民主主義から戦後日本民主主義へ

本研究は、関東大震災後の1926-34年期に、文部省在外研究員などとしてドイツに滞在し、当時世界で最も民主的といわれたワイマール共和国が崩壊しヒットラー政権が成立する過程を目撃・体験して反戦反ナチ活動に加わった「在独目本人反帝グループ」の活動を発掘し、彼らの体験とその後の軌跡の検討を通じて、ドイツのワイマール民主主義から日本の戦後民主主義への継承・断絶関係を探求するものであった。本研究の特色は、これをインターネットを活用して進めるもので、これまでの研究データをすべてデータベース化し、すでに26万人以上のアクセスを得て日本の政治学関係では最大の定番サイトとなったインターネット上の個人ホームページ「加藤哲郎のネチズン・カレッジ」<http://www.ff.iij4u.or.jp/katote/Home.shtml>に公開して、関連情報の提供をよびかけることによって累積的に新たな事実が判明し、きわめて大きな成果を得ることが出来た。対象となったのは、当時ワイマール・ドイツに滞在した、有澤広巳(当時東大経)、蝋山政道(東大法)、堀江邑一(高松高商経)、谷口吉彦(和歌山高商経)、国崎定洞(東大医)、山本勝市(和歌山高商経)、舟橋諄一(九大法)、菊池勇夫(九大法)、山田勝次郎(京大農)、松山貞夫(福島高商法)、横田喜三郎(東大法)、黒田寛(京大法)、八木芳之助(京大経)、土屋喬雄(東大経)、蜷川虎三(京大経)、新明正道(東北大経)、服部英太郎(東北大経)、杉本栄一(東京高商経)、大熊信行(高岡高商経)、小畑茂夫(大倉高商経)、三宅鹿之助(京城大経)、三枝博音(成蹊高哲学)、野村平爾(早大法)、宮川実(和歌山高商経)、大岩誠(京大法)、和井田一雄(ベルリン大独文)、喜多村浩(ベルリン大経)、小林義雄(ペルリン大経)、千足高保(ベルリン大独文)、山西英一(ロンドン大英文)、平田文夫(桐生高工化学)、大野俊一(パリ大独文)、ねずまさし(パリ大考古学)の知識人たちのほか、演劇の千田是也(戦後俳優座代表)、佐野碩(メキシコ演劇の父)、土方与志、映画・音楽・写真の岡内順三、衣笠貞之助、岡田桑三、二宮秀、建築の山口文象、坂倉準三、文学の勝本清一郎、藤森成吉、美術・美学の島崎蓊助、鳥居敏文、竹谷富士雄、吉井淳二、内田巌、佐藤敬、田中忠雄、富永惣吉、竹久夢二、徳川義寛、スポーツの工藤一三(柔道講道館指南)、ジャーナリストとして鈴木東民(連合通信)、安達鶴太郎(連合通信)、与謝野譲(ベルリン週報)、岡上守道(朝日)、井上角太郎(朝日)、嬉野満州雄(読売)ら文化人・芸術家グループである。さらに、彼らに協力した外国人で、氏名の判明した中国の廖承志、成仂吾、章文晋、王柄南、朝鮮の李康国、インドのヴィレンドラーナ・チャットパディアらを、英文でもデータベース化した。これらを用いて、多数の論文と、著書「20世紀を超えて」(2001年)を発表することができた。

対象となったのは、当時ワイマール・ドイツに滞在した、有澤広巳(当時東大経)、蝋山政道(東大法)、堀江邑一(高松高商経)、谷口吉彦(和歌山高商経)、国崎定洞(東大医)、山本勝市(和歌山高商経)、舟橋諄一(九大法)、菊池勇夫(九大法)、山田勝次郎(京大農)、松山貞夫(福島高商法)、横田喜三郎(東大法)、黒田寛(京大法)、八木芳之助(京大経)、土屋喬雄(東大経)、蜷川虎三(京大経)、新明正道(東北大経)、服部英太郎(東北大経)、杉本栄一(東京高商経)、大熊信行(高岡高商経)、小畑茂夫(大倉高商経)、三宅鹿之助(京城大経)、三枝博音(成蹊高哲学)、野村平爾(早大法)、宮川実(和歌山高商経)、大岩誠(京大法)、和井田一雄(ベルリン大独文)、喜多村浩(ベルリン大経)、小林義雄(ペルリン大経)、千足高保(ベルリン大独文)、山西英一(ロンドン大英文)、平田文夫(桐生高工化学)、大野俊一(パリ大独文)、ねずまさし(パリ大考古学)の知識人たちのほか、演劇の千田是也(戦後俳優座代表)、佐野碩(メキシコ演劇の父)、土方与志、映画・音楽・写真の岡内順三、衣笠貞之助、岡田桑三、二宮秀、建築の山口文象、坂倉準三、文学の勝本清一郎、藤森成吉、美術・美学の島崎蓊助、鳥居敏文、竹谷富士雄、吉井淳二、内田巌、佐藤敬、田中忠雄、富永惣吉、竹久夢二、徳川義寛、スポーツの工藤一三(柔道講道館指南)、ジャーナリストとして鈴木東民(連合通信)、安達鶴太郎(連合通信)、与謝野譲(ベルリン週報)、岡上守道(朝日)、井上角太郎(朝日)、嬉野満州雄(読売)ら文化人・芸術家グループである。さらに、彼らに協力した外国人で、氏名の判明した中国の廖承志、成仂吾、章文晋、王柄南、朝鮮の李康国、インドのヴィレンドラーナ・チャットパディアらを、英文でもデータベース化した。これらを用いて、多数の論文と、著書「20世紀を超えて」(2001年)を発表することができた。本研究の目的は、日本における男子普通選挙法制定後の1926-34年期に、文部省在外研究員などとしてドイツに滞在し、当時世界で最も民主的といわれたワイマール共和国が崩壊したヒットラー政権が成立する過程を目撃・体験して反戦反ナチ活動に加わった在独日本人反帝グループの活動を発掘し、彼らがその体験を戦中・戦後の日本でどのように生かそうとしたのか、また生かし得なかったのかの検討を通じて、ドイツのワイマール民主主義から日本の戦後民主主義への継承・断絶関係を探求するものである。第一年度である平成10年度は、1926-28年期の蝋山政道・有澤廣巳・国崎定洞ら「在ベルリン社会科学研究会」および1929-34年期の「パリ・ガスプ・グループ」を含む「ベルリン反帝グループ」メンバー約50人の資料を収集し、履歴を確定して個人別データベースを作成、それをインターネット上で公開することができた。より具体的には、「ベルリン反帝グループ」メンバーの一覧リストをもとに、それら関係者の一人一人の生涯について文献収集・調査を行い、パソコンで個人別データベースを作成し、それをインターネット・ホームページ「加藤哲郎の研究室」<http://www.ff.iij4u.or.jp./katote/Home.shtml>に公開して、情報提供をよびかけるシステムを構築した。開設以来のホームページへのアクセス数は3万6千に達し、その結果、英米・北欧の研究者のほかベルリン留学中の大学院生などからも情報が提供され、1926-34年当時の日本人留学生、ベルリン日本人会、竹久夢二のユダヤ人救出活動などについては、ドイツ語資料も収集できた。特に大きな成果は、1925-38年期のベルリン大学付属外国語研究所所報のドイツ語コピーを入手できたことである。同研究所は、当時の留学生・文部省派遣研究員・派遣官吏・軍人・商社員ら訪独日本人がほとんど例外なく通ったドイツ語学校(今日のゲーテ・インスティーチュートに相当する)で、日本人学生はアメリカ人に次ぐ一大勢力であったため、その語学クラスで生まれた人脈・友人関係が在独日本人コミュニティにおける政治的分化・人的ネットワーク形成に大きな影響を及ぼしたことを確認できた。また、1930年前後にベルリンの日本研究所に派遣された上野直昭(戦後の東京芸術大学初代学長)のご遺族から、上野氏が在独中に収集した1929-31年期の日本研究所機関誌『YAMATO』ほか膨大な一次資料の提供を受け、平成11年度予定の「学者・研究者グループ研究」、平成12年度予定の「芸術家・文化人・ジャーナリスト研究」の予備作業として、今後の研究の大きな足がかりを得ることができた。本研究の目的は、関東大地震後の1926-34年期に、文部省在外研究員などとしてドイツに滞在し、当時世界で最も民主的といわれたワイマール共和国が崩壊しヒットラー政権が成立する過程を目撃・体験して反戦反ナチ活動に加わった在独日本人反帝グループの活動を発掘し、彼らの体験とその後の軌跡の検討を通じて、ドイツのワイマール民主主義から日本の戦後民主主義への継承・断絶関係を探求するものである。第2年度である平成11年度は、反帝グループ中の学者グループを集中的に研究した。
レーダー・音波併用気温プロファイル測定システム（RASS)の高機能化

RASS(Radio Acoustic Sounding System)は、大気レーダー(ウィンドプロファイラ)と大出力音波発射装置を併用した新レーダー技術であり、対流圏の気温と風速の高度プロフィイルを全天候で観測できる斬新なレーダーリモートセンシング法である。RASSでは大出力の音波を発射し、それによって生成される大気密度変動に伴う屈折率変動からの電波散乱(RASSエコー)を受信する。RASSエコーのドップラー偏移から音速を知り、さらに状態方程式により気温(仮温度)を求める。ここで、発射された音波は地上風および上空の風の影響を受けて進行方向が大きく変動する。また、気温の高度変化にともない一般に音速も遅くなる。RASSでは、音波面の局所的な伝搬ベクトルと大気レーダーのアンテナビームが平行となり、かつ電波と音波の波長が2:1になることが強いRASSエコーを検出する必須条件である。RASSの難題は、音波面が背景風により短い時間スケールで大きく変形することである。そのため、レーダーのアンテナビームを的確かつ迅速に走査する必要がある。本年度は、信楽町にあるMUレーダーにおいて、音波の伝搬特性をリアルタイムでモデル計算し、レーダーのアンテナビームを最適に走査することでRASS観測の効率を向上させる手法を開発した。この際、RASS用音源と大気レーダーの相対的な位置関係も考慮する必要があることが分かった。一方、RASS用音源の音圧強度、音波パルスの周波数範囲(チャープ信号)や送信繰り返し間隔も重要である。これらの課題を研究するために、インドネシア・西スマトラにある赤道大気レーダー(EAR)を用いたRASS観測を新たに実施するとともに、過去のデータも含めて解析を行い、成果を国際誌に公表した。またインドネシアの共同研究者がこの課題について国際会議等で発表した。当初の計画通り、音波の伝搬特性をレイトレーシングによりリアルタイムにモデル計算し、レーダーのアンテナビーム走査方向を決定する手法を開発した。さらに、赤道大気レーダーを用いたRASS観測実験を実施し、成果を国際誌や国際会議等で発表した。研究は順調に進捗していると言える。これまでに行った赤道大気レーダー(EAR)を用いたRASSでは、地上約1kmから高度約14kmまで気温が計測できた。このために、大出力の音波発射器(SPLで約135dB)を作成し、EARのアンテナの中心部およびアンテナ面の周辺に音源を配置した。これらの音源を想定して音波のレイトレーシングを行い、観測高度範囲を広げつつ時間連続に気温を測定する観測を企画・実行する。これにより、熱帯域の下部・中部対流圏における積雲活動に伴う風速・気温擾乱を数分と150mの時間・高度分解能で観測し、大気力学現象の特性を解明する。観測キャンペーンの時期としては、インドネシアの乾季(11月3月)、およびアジアモンスーンのon-set時期である67月、さらに積雲活動が活発な810月を目標とする。一方、インドネシア上空の対流圏(CPT:Cold Point Tropopause)は高度17km付近に位置するため、EARのRASSでは定常的には観測しにくい。これはEARのレーダー探知能力の限界に近いこともあるが、音波面が背景風の影響でEARから遠くに流され、RASSエコーを受信する条件が達成されなくなることが主要因である。しかし、過去20年間近くにわたって蓄積されたEARによる風速測定結果を統計解析したところ、背景風が非常に弱くなり安定する時期があることが分かった。その特定の時期を選び、対流圏界面高度を中心に気温の微細な時間変動を観測する。これは世界でも前例のない試みであり、成功すれば、上部対流圏・下部成層圏(UTLS: Upper Troposphere-Lower Stratosphere)における、大気力学過程および大気物質の輸送・混合過程の解明に大きく貢献すると期待される。

当初の計画通り、音波の伝搬特性をレイトレーシングによりリアルタイムにモデル計算し、レーダーのアンテナビーム走査方向を決定する手法を開発した。さらに、赤道大気レーダーを用いたRASS観測実験を実施し、成果を国際誌や国際会議等で発表した。研究は順調に進捗していると言える。これまでに行った赤道大気レーダー(EAR)を用いたRASSでは、地上約1kmから高度約14kmまで気温が計測できた。このために、大出力の音波発射器(SPLで約135dB)を作成し、EARのアンテナの中心部およびアンテナ面の周辺に音源を配置した。これらの音源を想定して音波のレイトレーシングを行い、観測高度範囲を広げつつ時間連続に気温を測定する観測を企画・実行する。これにより、熱帯域の下部・中部対流圏における積雲活動に伴う風速・気温擾乱を数分と150mの時間・高度分解能で観測し、大気力学現象の特性を解明する。観測キャンペーンの時期としては、インドネシアの乾季(11月3月)、およびアジアモンスーンのon-set時期である67月、さらに積雲活動が活発な810月を目標とする。一方、インドネシア上空の対流圏(CPT:Cold Point Tropopause)は高度17km付近に位置するため、EARのRASSでは定常的には観測しにくい。これはEARのレーダー探知能力の限界に近いこともあるが、音波面が背景風の影響でEARから遠くに流され、RASSエコーを受信する条件が達成されなくなることが主要因である。しかし、過去20年間近くにわたって蓄積されたEARによる風速測定結果を統計解析したところ、背景風が非常に弱くなり安定する時期があることが分かった。その特定の時期を選び、対流圏界面高度を中心に気温の微細な時間変動を観測する。これは世界でも前例のない試みであり、成功すれば、上部対流圏・下部成層圏(UTLS: Upper Troposphere-Lower Stratosphere)における、大気力学過程および大気物質の輸送・混合過程の解明に大きく貢献すると期待される。(理由)交付額が当初要求額よりも減額されたため、20192020年度の観測実験の予算が不足している。そのため、2018年度はできるだけ節約に努め、次年度以降に使用することとした。(使用計画)上記の通り、2019年度の観測実験実施のために使用する。
集積の動学的外部性と地域経済の成長に関する実証分析

平成24年度は,1986年から2006年における名古屋大都市圏の市区町村レベルでの製造業とサービス業を分析対象に,地域産業間の空間的近接性を分析で考慮しながら動学的外部性が地域産業の成長に影響しているかどうかを検証した。まず,探索的空間データ分析(ESDA)という分析手法により,成長クラスターを構成する産業と分布している地域を特定し,視覚的に把握するため地図上に描写した。つぎに,地域産業間における地理的な近接性と産業間の技術的な連携から生じる空間的な相互依存関係を分析に反映させることが出来る空間計量経済モデルの推定により,成長クラスターの成長に影響を及ぼしている動学的外部性の種類を識別した。推定モデルに導入する空間ウェイト行列や説明変数は,ESDAの結果をもとに作成した。分析結果より,名古屋大都市圏の東部地域を中心に地理的範囲が異なる成長クラスターが重層的に検出された。地理的に大規模な成長クラスターにおいて,同一業種の産業集積(産業の特化)にもとづき,知識が産業内に内部化された産業の独占的生産環境から生じる動学的外部性が統計的に有意に成長に影響していることが明らかとなった。一方,地理的に小規模な成長クラスターにおいて,統計的に有意ではないが,同一業種の産業集積(産業の特化)にもとづき,同業種企業間の競争的生産環境から生じる動学的外部性と,異業種の企業集積(産業の多様化)にもとづき,異業種企業間の競争的生産環境から生じる動学的外部性が成長に影響していることが示唆された。分析は,"IndustrialAgglomeration and Dynamic Externalities in Japan's Motor Metropolis: A Spatial Econometric Perspective"として論文にまとめ,国際会議にて研究報告と意見交換を行った。本研究は,地域経済における産業集積から生じる外部性,特に都市形成と時間継続的な成長過程を説明する動学的外部性の波及効果がどのように成長パターンを決定付けるのかを定量的に分析することを目的とする。平成22年度は地域産業における集積と成長の分布について検証した。19862006年の名古屋都市圏における製造業(中分類部門)従業者を対象とし,産業集積に伴う動学的外部性と地域経済の成長に関する実証分析を行った。地域産業の成長は従業地ベースでの従業者数の成長率によって捉えることとした。地域産業の集積と成長の波及する空間の近接性に着目し,探索的空間データ分析(ESDA)を応用することで地域産業の成長クラスターを検出した。地域産業間における空間の近接性は,地域間における地理的近接性と産業間における技術的(経済的)近接性の二つの空間を用いて構築する,従来にはなかった複合的な空間の近接性により表現した。その結果,既存研究で考慮されていた地理的な空間に加えて技術的な空間を同時に考慮する複合的な空間の近接性を用いる分析の方がより鮮明に地域全体分析でもローカル分析においても有意に地域産業の成長クラスターが検出された。平成22年度研究の成果として,「7.研究発表」に示すように報告論文は(1)学術雑誌『産業連関-イノベーション&I-Oテクニークー』へ投稿,査読審査中,および(2)国際学会3回,国内学会2回で発表が挙げられる。本研究は,一国経済よりも小規模かつ開放的な地域経済を対象とし,多様な成長パターンがどのような要因によって決定付けられているのかを定量的に分析することを目的とする。従来の研究より,地域における産業集積構造の相違が長期的な地域経済の生産性向上や成長に及ぼす影響が強くなっていることや,産業集積は産業特化や多様性の程度により同業種・異業種間の連携を通じて行政境界を超えた地域で分布することが示されている。本研究では,それぞれの産業集積が構成する特徴的な空間のつながりを考慮しながら産業集積と地域経済の持続的な成長との関連性を検証する。本年度の研究は,昨年度の研究をベースに分析対象を製造業以外の産業へ拡張し,異業種間の連携をも観察可能にした。本研究では産業集積が構成する空間について,地域間の地理的近接性と産業間の技術的近接性という性質の異なる二つの空間から構築し,地域産業の成長クラスターの分布を把握することを試みた。19862006年の名古屋大都市圏に分類される市区町村レベルでのデータを利用し,探索的空間データ分析(Exploratory Spatial Data Analysis:ESDA)を応用して地域産業の成長クラスターを検出した。推定結果より,成長クラスターは分析対象地域の東部(愛知県三河)地域を中心に分布することが明らかとなり,同地域からは地理的近接性において異なる閾値(40分または120分)を設けると重層的な構造を持つ成長クラスターが検出された。つまり,サービス業と製造業との相互依存関係が有効に働く多様性を持つ少数地域から構成される小さな(40分圏)クラスターを,主に輸送用機械製造業への特化が高い複数地域から構成される大きな(120分圏)クラスターが取り囲むように異なる意味を持つクラスターが同時に存在していることが判明した。

つぎに,地域産業間における地理的な近接性と産業間の技術的な連携から生じる空間的な相互依存関係を分析に反映させることが出来る空間計量経済モデルの推定により,成長クラスターの成長に影響を及ぼしている動学的外部性の種類を識別した。推定モデルに導入する空間ウェイト行列や説明変数は,ESDAの結果をもとに作成した。分析結果より,名古屋大都市圏の東部地域を中心に地理的範囲が異なる成長クラスターが重層的に検出された。地理的に大規模な成長クラスターにおいて,同一業種の産業集積(産業の特化)にもとづき,知識が産業内に内部化された産業の独占的生産環境から生じる動学的外部性が統計的に有意に成長に影響していることが明らかとなった。一方,地理的に小規模な成長クラスターにおいて,統計的に有意ではないが,同一業種の産業集積(産業の特化)にもとづき,同業種企業間の競争的生産環境から生じる動学的外部性と,異業種の企業集積(産業の多様化)にもとづき,異業種企業間の競争的生産環境から生じる動学的外部性が成長に影響していることが示唆された。分析は,"IndustrialAgglomeration and Dynamic Externalities in Japan's Motor Metropolis: A Spatial Econometric Perspective"として論文にまとめ,国際会議にて研究報告と意見交換を行った。名古屋大都市圏における市区町村別産業従者数という詳細なデータを用いて,産業集積の空間的つながりを考慮した分析により,成長に有効に働く産業集積の地理的範囲や産業間連携について具体的な分析結果が得られた。地域間の地理的近接性に加えて産業間の技術的近接性を考慮した空間を構築することは従来研究にはない新規のアイディアであるが,産業政策などに対する考察は乏しい。今後は分析結果から具体的な施策評価を行うことを目指す。ESDAで構築した空間(ウェイト行列)を空間計量経済(Spatial Econometrics)モデルに適応し,産業集積と地域経済成長に関係のある要因,特に持続的な成長に有益とされる動学的外部性について経済理論と整合性を図りながら統計的な検証を試みる。
ホスホエノールピルビン酸(PEP)の肝障害時肝エネルギー代謝改善効果の基礎的研究

高エネルギー性・解糖系中間産物であるホスホエノールピルビン酸(PEP)は、肝細胞膜をpassive transportで細胞質内に通過し、ピルビン酸に代謝される際、ATPが産生される。肝細胞のエネルギー代謝障害に、PEPが有効であることが期待される。平成7年度は、ラット肝門部全肝温疎血(Pringle法)後の虚血再環流障害におけるPEP投与効果を検討した。30分間のPringle法直後の再環流時に400mmol/LPEP・400mmol/Lブドウ糖液を門脈より5分間投与し、投与前・投与直後・投与5分後と30分間後の肝エネルギー・チャージ(EC)・AMP・ADP・ATP・総アデニンヌクレオチド(TAN)・動脈血中乳酸・ピルビン酸濃度を測定した。TANはPringle直後、Pringle法前より有意に低下し、以後の測定期間中、各群に変化はなかった。ECはPringle直後の試薬投与前は0.160±0.038(n=4)、PEP投与直後で0.437±0.028(n=5)、ブドウ糖のECは0.210±0.018(n=5)と有意に改善した。投与5分後・投与30分後では2群間に有意な差を認めなかった。肝ATPも肝ECと同様にPEP投与直後で、ブドウ糖投与直後のものと比較し有意に増加していた。動脈血中乳酸濃度は、全経過中2群間で有意な差は認めなかった。動脈血中ピルビン酸濃度は、Pringle法前で1.184±0.145(n=4)、再環流直後3.290±0.524(n=4)だったが、PEP投与直後・5分後で6.194±0.204・5.895±0.155とブドウ糖投与直後・5分後より有意に増加がみられた。以上より、PEPが肝細胞内でピルビン酸に代謝され、肝ECの改善をもたらしたと考えられた。肝虚血再環流による細胞障害の早期回復に、PEPは有用である事が示唆された。平成8年度は、肝切除術への臨床作用を念頭に置き、早期致死率の高い広範囲肝切除モデルへのPEPの効果を検討する予定である。解糖系の高エネルギー中間産物であるホスホエノールピルビン酸(PEP)は肝細胞膜を濃度勾配で細胞質内に通過し、1モルのPEPから1モルのピルビン酸に代謝される際に1モルのATPが産生される。この反応は不可逆性で即座に一方的に進行するため肝細胞エネルギー代謝障害改善に有効であることが期待される。平成7年度にはラット全幹(肝動脈、門脈、胆管)虚血、再環流障害において再環流時にPEPを投与し、肝虚血再環流直後に肝エネルギー代謝改善効果があることを示した。平成8年度は1)肝切除術へのPEP法の応用と2)PEP投与法改善の2点につき検討した。1)肝切への臨床応用を念頭に置き、90%ラット肝切モデルでPEP投与効果を検討した。平成7年度の結果よりPEP効果は投与直後に限られていたので、90%肝切後、PEPを低濃度持続注入(100μmol/L,2ml/hr)し検討した。生食群(n=6)の1日生存率は50%であるのに、PEP群(n=6)は37%であった。生存生食群(n=3)の肝エネルギーチャージは0.67±0.02で、生存PEP群(n=1)は0.39であった。PEP群の血中ピルビン酸(1.2±0.1mg/dl)、乳酸(18.4±1.4mg/dl)は6,80mg/dlと高値でピルビン酸や乳酸の蓄積によるアシドーシスのためPEP群は生食群より有意に早期に死亡したと考えられ、90%肝切後PEP持続投与の効果はなかった。2)肝虚血再環流の肝障害は肝虚血時肝エネルギー代謝障害が引き金となる。全幹虚血15分間にクランプ肝側門脈よりPEPを虚血肝へ持続注入したPEP群(400μmol/L,6ml/hr)(n=2)、コントロールとして生食及びブドウ糖を注入(n=2)した生食群(n=2)、ブドウ糖群(400μmol/L,6ml/hr)(n=2)の肝虚血後ECはそれぞれ0.45±0.06,0.28±0.02,0.28±0.01で肝虚血時PEP投与の有効性が示された。平成9年度は肝虚血時及び再環流時にPEP持続投与後肝切を加え、肝切に対する肝投与効果を検討する予定である。
特異点の種々の同値関係の相互関係の総合的研究

実解析的特異点の望ましい同値関係として、T.C.Kuoにより、ブロー解析同値の概念が導入されている。本研究では、2変数関数の場合には、C^1同値がブロー解析同値を導くことを示した。これは、Kuoや他の実特異点研究者達の予想に対する否定的な結果である。また、ブロー解析同値はリプシッツ同値を導かないことを示すために導入したリプシッツ不変量を一般化し、一般の実閉体上のオーミニマル構造の定義可能集合の接方向次元がリプシッツ不変量になることを示した。本研究の目的の一つは、実解析的特異点に対する望ましい同値関係として導入されたプロー解析同値と座標変換に関連して自然に考えられるC^r同値やリプシッツ同値の間の相互関係を明らかにすることである。そのために必要となる実解析的特異点に対するブロー解析同値関係の特徴付けについては、既に海外共同研究者のA.Parusinski氏といくつか行っている。そこで、本年度の研究実施計画の中で、リプシッツ同値やC^r同値の特徴付けの研究を行うことを挙げた。解析的特異点のリプシッツ同値関係の特徴付けを行うために、海外共同研究者のシドニー大学のL.Paunescu氏を兵庫に招いたり、また、研究代表者がシドニー大学訪問を行い、リプシッツ同値の研究のために前回の共著論文の中で導入した点列選択性条件を用いて、種々のリプシッツ不変量を導入した。また、それらを複素解析的特異点のリプシッツ性質の解析のためにも応用した。そして、これらの結果をまとめて、共著論文として打ち上げた。一方、C^r同値の特徴付けの研究を行うために、層化理論の専門家の一人である、海外共同研究者のフランス・レンヌ大学のK.Bekka氏を兵庫に招いた。そして、層化集合上の正則性条件である条件(c)、Whitney条件(a)、ミルナー半径一様性等に対するLojasiewicz不等式を用いた特徴付けを与え、それらの条件の間の相互関係について、解析的集合の場合とC^r写像の零点集合の場合との違いを議論した。本研究の目的は、実解析的特異点に対する自然で望ましい同値関係として導入されたブロー解析同値と他の同値関係との相互関係を明らかにすることである。ブロー解析同値とリプシッツ同値の相互関係として、ブロー解析同値だがリプシッツ同値でない例を構成するため、海外協力研究者のL.Paunescu教授と、部分解析的集合の接方向集合の共通部分の次元がリプシッツ不変量になることを示し、Annales del'Insitut Fourierより出版した。更に、この結果を、Paunescu教授、連携研究者の塩田昌弘教授、ベトナムのTa Le Loi教授と共同で、一般の実閉体上のオーミニマル構造の定義可能集合に対するリプシッツ不変量として一般化した。現在、その共著論文は投稿中である。また、平成21年8月後半から9月末までの研究代表者のシドニー大学訪問中に、上記の結果を証明するための道具として導入した点列選択性性質(Sequence Selection Property)についても、Paunescu教授と研究を進め、この性質を満たすカテゴリーにおけるTarski-Seidenberg型定理を始めとする多くの基礎的な結果を証明した。これらの結果についても、共著の論文としてまとめている。それらの結果を基盤として、SSP幾何学と呼ぶ新たな幾何学の構築を目指し、現在も研究中である。以上の研究結果や関連する特異点研究の成果や意見交換の場として、連携研究者や他の特異点研究者も集めて、平成22年1月に兵庫教育大学神戸サテライトで研究会を開催した。本研究の目的は、実解析的特異点に対する自然で望ましい同値関係として導入されたブロー解析同値と他の同値関係、例えは、リプシッツ同値関係やC^1同値関係などとの間の相互関係を明らかにすることにある。これらの間の直接的な相互関係については、海外協力研究者のA.Parusinski教授やL.Paunescu教授と共同で、一昨年度、昨年度の本研究において明らかにしている。今年度は、上記の研究のために海外共同研究者達と新たに導入した概念や道具をより深めたり、応用する、次のような研究を行った:(1)ブロー解析同値だがリプシッツ同値でない例の構成のために導入した概念、点列撰択性性質(SSP)について、その性質を持つ集合の幾何について深く研究を行い、点列選択性性質の幾何構造を不変にする条件の定式化、半直線-(SSP)条件を用いた点列選択性性質の特徴付けなどの結果を得た。これらの研究は、半代数的幾何学を含む点列選択性性質のに関する(SSP)幾何学の構築の上で役立つものと思われる。(2)2変数

実解析関数において、C^1同値ならブロー解析同値を導くことの証明やリプシッツ同値だがブロー解析同値でない例の構成のために導入した実ツリーモデルと、解析関数のレベル曲線の曲率集中化問題の間の関係を明らかにした。より詳しくは、曲率集中化が起こらないための必要十分条件を、実ツリーモデルの情報で書き下すことに成功した。この研究は、2変数実解析関数の構造を実ツリーモデルで完全に捉えるための第一歩となることが期待される。
微少重力実験から導かれた新理論に基づく本格的な噴霧燃焼数値シミュレータの開発

有名な噴霧燃焼シミュレータソフトに米国で開発されたKIVAがある.世界中で利用されているが,保炎に関連する火炎伝播と,噴霧燃焼の前提になる微粒化特性について,自ら正確に予測する能力を備えておらず,シミュレータの威力を大幅に損ねている.本研究では,宇宙環境利用研究プロジェクトの一環として微小重力実験で解明してきた液滴間火炎伝播と乱流微粒化機構の知見を応用し,独創的な構想に基づき本格的な噴霧燃焼数値シミュレータの構築を目指す基礎研究をおこなった.有名な噴霧燃焼シミュレータソフトに米国で開発されたKIVAがある.世界中で利用されているが,詳しく調べると,このソフトは流れ場の計算において威力を発揮するとしても,噴霧燃焼に特徴的な要素過程を正しくとらえていないことがわかる.そのため,学術的な研究や新規燃焼器の設計および問題解決に直接役立つことは少ない.特に,保炎に関連する火炎伝播と,噴霧燃焼の前提になる微粒化特性については,自ら正確に予測する能力を備えておらず,このことがシミュレータの威力を大幅に損ねている.噴射条件より生成噴霧の性状が予測でき,且つ,噴霧の性状に応じた着火および火炎伝播が正しく模擬できないと,噴霧での保炎現象が正しく記述できず,研究や設計に有力なシミュレータにはなり得ない.本研究では,宇宙環境利用研究プロジェクトの一環として微小重力実験で解明してきた液滴間火炎伝播と乱流微粒化機構の知見を応用し,従来の噴霧燃焼シミュレータの問題点を克服し,独創的な構想に基づき本格的な噴霧燃焼数値シミュレータの構築を目指す研究をおこなう.有名な噴霧燃焼シミュレータソフトに米国で開発されたKIVAがある.世界中で利用されているが,保炎に関連する火炎伝播と,噴霧燃焼の前提になる微粒化特性について,自ら正確に予測する能力を備えておらず,シミュレータの威力を大幅に損ねている.本研究では,宇宙環境利用研究プロジェクトの一環として微小重力実験で解明してきた液滴間火炎伝播と乱流微粒化機構の知見を応用し,独創的な構想に基づき本格的な噴霧燃焼数値シミュレータの構築を目指す基礎研究をおこなった.計画に従って,下記の3項目の研究を実施した.また,来年度以降の研究のために噴霧粒径計測装置を購入し使用法をマスターした。(1)噴霧燃焼数値シミュレータ開発のための準備KIVAコードを米国エネルギー省より購入し,同ソフトの全体構造を把握し,本研究で開発する噴霧燃焼数値シミュレータに流用できる箇所を同定した.KIVAコードを用いて同軸噴霧流における火炎伝播問題を計算した.予混合燃焼しか記述できない現行のシミュレータでは,保炎に至る非定常な火炎伝播状態を適切に記述できないことを確認した.(2)液滴間火炎伝播の計算方法の開発問題は,一つの液滴で代表される多数の液滴の間の火炎伝播をどのように記述するかである.微小重力実験で検証された液滴間火炎伝播モードマップに基づいて,火炎伝播に伴う気液相の状態変化を適切なジャンプコンディションとして表現する方法を考案し,局所状態の切り替えによって火炎伝播の効果を発現させる計算アルゴリズムに仕上げた.この成果を受けて企業との共同研究を検討した.(3)乱流微粒化特性の定式化気体ウェーバー数がO(1)になる条件で液糸の分断を引き起こす不安定波の特性を明らかにすることが,乱流微粒化機構を考える上で非常に重要である.数値シミュレーションに基づく物理的な考察により,微小重力実験で明らかになった気体ウェーバー数がO(1)の液糸の分断特性を理論的に基礎つけることに成功した.従来の微粒化理論は,全てレーリーの理論に立脚しているが,この理論は乱流微粒化での液糸の分断を基礎付けることはできない.これまでの通念とは異なり,液糸の分断モードはウェーバー数が同じでも多価であり,他の条件によって最も速く液糸が分断するモードが実現し,微小重力実験で発見された新しい分断モードは,それであることが判明した.JAXAとの共同研究で液体ロケットエンジン用噴霧燃焼シミュレータの開発を進めることになったため,前年度に作成した液滴間火炎伝播計算アルゴリズムのKIVAへの搭載を次年度に回し,次年度に計画していた微粒化サブグリッドモデルの構築に必要な液糸の微粒化過程の解明のための研究を今年度において精力的に実施した.その結果,次に記すような画期的な成果をもたらすことができた.(1)従来の微粒化理論では噴射液や液糸に必ず存在する端の効果が看過されているが,「液柱端の存在」と「液柱端の収縮(液柱部から端に働く母線表面張力によって起きる)に伴って発生する表面張力波」にこそ,微粒化現象の本質があることが判明した.(2)表面張力波が自然に不安定波に転化する仕組みを実験・理論・数値シミュレーションによって解明し,噴射液および液糸の自己完結的な分断サイクルの構築に成功した.(3)従来の微粒化理論では,表面張力波の概念を欠いていたために,不安定化後の事柄しか見ていなかったため全体像を捉えることができなかったのである.他の研究項目については,当初の計画に沿って研究を実施し,微粒化シミュレータを構築していく上で有用な新しい知見を獲得した.すなわち,ガス流によって伸張される液体膜の変形過程を数値シミュレーションによって追跡し,気液速度差が非常に大きい段階においても表面張力が有意に効き,表面形状が階殺状に変形して次第に液膜が薄くなり,最後の段形成において表面張力波の特性によって分断が起きることが見出された.

この液膜の分断様式は,従来考えられてきた流体力学的不安定性とは圧力分布が逆であり,新しく発見された機構である.噴射液表面が段を作ることは,2流体噴射器の微粒化特性を調べる実験的研究における噴射液の高速度撮影でも確認された.また,この実験により,高速ガス流から働く逆流生成圧力の重要性を認識することができた.噴霧燃焼に特徴的な燃焼モードとして群燃焼がある.たまたま,シュプリンガー社から発行予定の噴霧に関するハンドブックにおいて群燃焼に関する章の執筆依頼があったことより,噴霧燃焼に関する過去の研究のレビューと解決すべき問題点について深く考える機会を得た.その結果,微粒化後の現象については,現行の計算スキームを発展させ噴霧燃焼の特徴を正しく捉えたシミュレーションができるとしても,燃焼状態を規定するのは微粒化によって作られた噴霧の状態であり.一番肝心な噴霧形成の予測ができなければ,設計に使える実用的なシミュレータになりえず,この点で過去の研究もどうどうめぐり状態に陥っていることが判然とした.そこで,(1)既に本研究では,従来の噴霧燃焼シミュレーターに欠落していた液滴間火炎伝播の効果を組み込み,噴霧燃焼を特徴つける群燃焼を再現するアルゴリズムの構築を終えていること,および,(2)本研究の大きな目玉になる成果として,微小重力実験の結果の考察より,乱流微粒化に関する新しい概念が導かれ,微粒化サブグリッドモデルの構築に必要な液糸の微粒化過程を記述する理論が完成し,微粒化シミュレータ開発への筋道が描けるようになったことより,研究目標を微粒化シミュレータの開発に特化し,JAXAおよび東大との連携で液体ロケットエンジンの設計に実用化できる微粒化シミュレータの開発を目指す研究に組みなおす作業をおこなった.幸いこの計画は基盤研究(A)として採択された.さらに幸運なことに,今年度JAXAに新しく導入されたスパーコンピュータのお披露目式典に使うデモ用計算として,基盤研究(A)で予定していた高速噴射液の微粒化の直接シミュレーションが採択され,独占的にスパーコンピュータを使用する機会を得た.これにより世界で初めて,実際の高速噴射液の微粒化過程を信頼できる形で数値計算することに成功し,高速噴射液からの無数の液糸の形成過程など,乱流微粒化サブグリッドっモデルを作るのに必要なデータを前倒しで獲得できた.その結果は本研究で提案してきた新しい微粒化概念の妥当性を検証するものであった.これまで複雑でわからないことは全て乱流の性にし,深く考究されることがなかったが,乱流微粒化も比較的単純な自己完結的な法則の繰り返しによって起きていることが証明され,本研究の構想を支えるものになった.