hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
成人T細胞白血病細胞における恒常的NF-κB活性化機構の解明と治療標的分子の同定

また、ATL細胞株におけるA20の発現を抑制すると、NHの下流分子であるp52の発現が減弱すること、そしてATL細胞株のNF-κB依存性転写活性が3050%低下することが分かった。特筆すべきことは、ATL細胞株におけるA20の発現抑制によってATL細胞株の増殖が著しく抑制されたことである。A20の発現を抑制しpropidium iodide染色によるフローサイトメトリー解析を行ったところ、細胞周期の停滞あるいは遅延、そして細胞死の指標であるsub-G1期の誘導が認められた。さらに初期以降の細胞死の指標であるannexin V陽性細胞の割合が増加することが明らかとなった。平成22年度の研究成果として、ATLの原因ウイルスであるヒトT細胞白血病ウイルスI型(HTLV-I)のウイルスタンパク質Taxによる恒常的NF-κB活性化はA20の発現により変動しないことを見出したが、意外なことに、今回申請者はA20の発現抑制はTax陽性であるHTLV-I感染細胞株のNF-κB活性化を変動しないものの、細胞増殖を抑制することを明らかにした。以上の結果は、A20はATL株およびHTLV-I感染細胞株の生存に必要な因子であることを示すものであり、一方で増殖を支える分子機構はATL株とHTLV-I感染細胞株では異なる可能性がある。平成24年度には、さらにA20がATL株およびHTLV-I感染細胞株の増殖を支える分子機構について詳細な解析を行うと共に、これらの細胞株におけるA20の悪性形質発現に対する役割を明らかにする。HTLV-I感染に起因する成人T細胞白血病(ATL)でみられる持続的なNF-kB活性化機構の解明を軸とし、治療標的分子の同定と評価を目指して研究を行ったが、NF-kB抑制因子A20がATL細胞の生存と悪性形質発現に重要な働きを担うことをつきとめた。申請者は、A20の発現抑制によりATL細胞株の生存が著しく抑制されることを明らかにしたが、当該年度では、A20の悪性形質発現に対する役割およびATL細胞株の生存を支えるメカニズムの解明を試みた。RNA干渉によるA20の発現抑制により、ATL細胞株の免疫不全マウスにおける造腫瘍能が低下することが明らかとなった。A20の発現抑制によって細胞死関連分子caspase-8の活性が上昇し、活性化型caspase-8が検出された。ATL細胞株においてA20はcaspase-8と共免疫沈降され、細胞死関連リン酸化酵素であるRIPも検出されたことから、A20はRIP/caspase-8の抑制を介して細胞生存を支える可能性がある。A20のK48ユビキチン化およびK63脱ユビキチン化活性変異体、直鎖型ユビキチン鎖との結合に寄与するzincfinger 7領域変異体を293T細胞株に高発現させ、TNFalphaによる細胞死誘導モデルを用いた解析を行った結果、A20のzincfinger 7領域がcaspase-8の活性化抑制に関わることが示唆された。様々なB細胞リンパ腫においてA20の変異が報告されており、A20はこれらの細胞では癌抑制因子と考えられている。しかしながら、A20を発現するATL細胞においてA20は逆の役割を担うと考えられ、ATLの治療標的分子となる可能性が高い。HTLV-I感染によって樹立した細胞株においても同様な結果を得ており、A20を標的とすることによりHTLV-IキャリアーのATL発症予防にも貢献できる可能性がある。
分子雲衝突による大質量星形成の研究

分子雲衝突の3次元高精度数値シミュレーションをENZO codeを用い、大質量星形成につながる大質量高密度コア形成の条件を調べた。物理過程として分子雲の自己重力に加え,放射冷却,分子雲の内部乱流や分子雲衝突早期に形成された大質量星によるUV光の影響を調べるためにsink particle modelを実装してUV光による電離と放射輸送を考慮した数値シミュレーションを実行した。ENZO codeは動的に最適化格子を生成して大規模な計算領域に対して高精度計算を可能にする水一計算コードである。数値シミュレーションを系統的に行い、衝突する分子雲の内部乱流や質量、衝突速度とコア形成の関係について明らかにした。大きさの異なる分子雲の衝突によって高密度領域が形成され、そこから高密度コアが形成されることを示した。形成された高密度コアの質量関数は衝突速度に依存し、衝突速度が大きいと質量の大きなコアの形成が抑制されるが、分子雲衝突の観測が示唆する衝突速度では大質量星形成が可能な高密度コアが形成可能であることを示した。また、衝突早期に形成された大質量星によるUV光の影響を調べたところ、UV光はガス密度の低い領域を主に電離するために分子雲衝突による星形成にはあまり影響しないことがわかった。以上の研究で、分子雲衝突による大質量星形成には、高密度コアの安定化が必要であることが明らかになった。分子雲衝突により,大質量星形成が可能な高密度コアの形成条件を探るのが,本研究の目的である。今年度は,これまでの我々の研究成果をもとに,様々な大きさの分子雲を,衝突速度を系統的に変化させて衝突させて,それによって形成される高密度コアの性質を調べた。衝突分子雲の質量とサイズの組み合わせに対して,衝突する速度を系統的に変更すると,それに応じて形成される高密度コアの質量関数が系統的に変化することを見出した。特に重要なことは,我々の結果から,衝突速度が観測から示唆されている程度であると,高密度コアの質量範囲が,大質量形成に対応する範囲に限られることを示したことである。これは分子雲衝突と大質量星形成との密接な関係を示すものとして大変重要である。この内容は,論文として投稿中である。この研究と並行して,これまでの計算では簡単のため衝突分子雲形状を球形としていた点を検討するために,銀河スケールの分子雲形成のシミュレーションから,衝突分子雲を選び出して,分子雲衝突の計算の準備を進めた。実際の分子雲に近い形状と内部乱流を持つ分子雲を仮定するためである。分子雲衝突のシミュレーションは,銀河スケールの計算よりもはるかに高空間分解能の計算が必要であるので,その方法についてテストを進め,高精度計算を行うのに適したモデルを選び出すことに成功した。次年度は,この成果に基づき,本格的な計算を行う予定である。また,衝突中の分子雲の中で大質量星が形成されると,それから電離光子が放出され,それによって最終的な高密度コアの質量関数に影響を与えると考えられることから,大質量星からの紫外光の高密度コア形成への影響を調べるための電離光子の輻射過程を取り入れた流体計算を実施し,基本的な計算に成功した。次年度に,この影響についても本格的な計算を実施する予定にめどをつけた。衝突する分子雲の大きさや質量,速度,内部乱流を系統的に変化させて,分子雲衝突の計算を行い,高密度コア形成やその質量関数への影響を明らかにできた。その結果は,学術論文として登稿中である。また,分子雲衝突の観測的研究を進めている名古屋大学の研究グループとワークショップを開催し,我々の数値シミュレーション結果と,観測グループの新しい観測結果の特徴を比較検討し,今後の研究方向を検討する上で有益な議論ができた。銀河スケールの分子雲形成のシミュレーション結果から,衝突分子雲を選び出して,高空間分解能で計算することも可能することができた。電離光子の輻射輸送を取り入れた計算も実施することが可能になり,次年度での計算の本格的な実施が展望できる。磁場に関しては,シミュレーションプログラムにおける取り扱いを確認しており,次年度で数値シミュレーションを実施することが可能となっている。以上,本研究で予定していた計画を順調に進展させることができた。分子雲衝突により大質量生形成が可能な高密度コアの形成条件を探るのが本研究の目的である.今年度は分子雲衝突による高密度コアの形成条件に,分子雲衝突の初期の段階で形成された星からの紫外光電離の影響を調べた.また,衝突する分子雲についてこれまで球状という理想化された形状を仮定していたが,現実的な形状の影響を調べるため,銀河円盤スケールで分子雲形成進化の数値シミュレーションを行い,そこで形成された分子雲を選び出して分子雲衝突の過程を計算する準備を進めた.銀河円盤数値シミュレーションで形成された分子雲の内部的な性質特に乱流状態について明らかにした.この結果は国際的に著名な学術雑誌の論文として発表した.また,分子雲の衝突で形成された星からの紫外光電離の効果を研究する前段として,衝突しない場合の分子雲で形成された星の紫外光の影響を調べ,理想化された分子雲の形状の場合と銀河円盤シミュレーションからえらた分子雲で紫外光電離の影響の違いを明らかにした.この結果は国際的に著名な学術雑誌の論文として発表した.さらに,分子雲衝突を観測的に研究している研究グループとの共同研究も進め,観測的特徴,特に,分子輝線の位置-速度図と高精度の数値シミュレーションで得られた結果との比較から,分子雲衝突に特徴的な分子輝線位置-速度図を明確にした.

今後は,以上の研究の準備をもとに,銀河円盤スケールの数値シミュレーションで得られた現実的な分子雲の衝突を本格的に調べる予定である.今年度は分子雲衝突による高密度コアの形成条件に,分子雲衝突の初期の段階で形成された星からの紫外光電離がある場合の影響を調べるために予備的に行なった衝突しない場合の分子雲で形成された星の紫外光の影響を調べ,理想化された分子雲の形状の場合と銀河円盤シミュレーションで形成された分子雲での紫外光電離の影響の違いを明らかにした.この結果は国際的に著名な学術雑誌の論文として印刷公表することが決定した.また,衝突する分子雲について現実的な形状の影響を調べるために行なった銀河円盤全体での分子雲形成進化の数値シミュレーションを進め,そこで形成された分子雲を選び出して分子雲衝突の過程を計算する準備を進めた.銀河円盤数値シミュレーションで形成された分子雲の内部的な性質特に乱流状態について明らかにし,国際的に著名な学術雑誌の論文として印刷公表することが決定した.また,これまでの分子雲衝突の高精度数値シミュレーションの結果と分子雲衝突の観測との比較の共同研究も行い,観測的特徴が分子雲衝突の高精度数値シミュレーションの特徴とよく一致していることを明らかにして,その結果を国際的に著名な学術雑誌の論文として印刷公表した.今年度は、分子雲衝突による高密度コアの形成条件に対して、分子雲衝突の初期の段階で形成された星からの紫外光電離の影響を調べるために、輻射を考慮し、星形成にはsink particleモデルを用いた数値シミュレーションを行った。その結果、分子雲衝突の早期に形成された大質量星からの紫外光は,衝突分子雲の分子ガスを電離するとともに、星形成を促進する効果があることが明らかになった。この理由は、電離されたガスは、電離加熱によって自己重力収縮には寄与しないが、同時に衝突分子雲内部に一時的に閉じ込められるためガスの圧力を高め、先行して形成されたdense coreに対する質量降着を強めるためであることが明らかになった。この結果は国際的に著名な学術雑誌の論文として2018年に印刷公表することが決定した.また、分子雲衝突によって形成される分子雲コアの質量関数について、系統的に衝突速度を変化させて数値シミュレーションを進めて、分子雲コアの質量関数の衝突速度依存性を明らかにした。この結果は、銀河中心や系外銀河の棒状領域では衝突速度の翁分子雲衝突が期待されるため、大変興味深い。この結果は、国際的に著名な学術雑誌の論文として2018年に印刷公表することが決定した.また,これまでの分子雲衝突の高精度数値シミュレーションの結果と分子雲衝突の観測との比較の共同研究も行い,大質量星形成領域M20の一酸化炭素分子輝線の観測的特徴が分子雲衝突の高精度数値シミュレーションの特徴とよく一致していることを明らかにし,その結果を国際的に著名な学術雑誌の論文として2017年に印刷公表した.以上のように、重要な成果を上げることができた。
装着型計測装置を用いた人間の操作行動観察に基づく室内構造認識手法の研究

本研究課題では,人間の日常生活行動を計測するための,小型軽量で自立可能な装着型センサシステムの開発と行動認識機能の研究を行った.センサシステムは頭部に三次元カメラを,頭部と体幹,手足の末梢部の計6箇所に加速度センサとジャイロを組み合わせた姿勢センサを用いることで,人間の視界にある対象物や手の動きと同時に,カメラの計測範囲外にある足の動きを計測できるようなシステムとした.このセンサを用いて日常生活行動の計測を行い,日常動作の特徴や計測の有用性を調査するとともに,歩行動作認識や環境地図作成の実装応用を行った.本研究課題では,人間の日常生活行動を計測するための,小型軽量で自立可能な装着型センサシステムの開発と行動認識機能の研究を行った.センサシステムは頭部に三次元カメラを,頭部と体幹,手足の末梢部の計6箇所に加速度センサとジャイロを組み合わせた姿勢センサを用いることで,人間の視界にある対象物や手の動きと同時に,カメラの計測範囲外にある足の動きを計測できるようなシステムとした.このセンサを用いて日常生活行動の計測を行い,日常動作の特徴や計測の有用性を調査するとともに,歩行動作認識や環境地図作成の実装応用を行った.本研究課題では,室内環境の静的構造と人間の操作対象となる可動構造や小型物体を人間の操作行動を通じて同時に認識し,モデル化していくことを目的とする.平成25年度は,人間の操作行動を計測,認識するための日常生活における人間の行動を阻害せず長時間にわたる行動記録を蓄積可能な装着型センサを作成し,基本となる人間の行動認識機能に関する研究を行った,装着型センサの構築においては,頭部に三次元カメラ,頭部と体幹,両手足先の計6箇所に姿勢センサを配し,バッテリー駆動可能な小型計算機により日常行動のデータ習得が可能な全身装着型モーションセンサを作成し,実際に二人の被験者について日常生活行動のデータ取得を行い,アルゴリズムの提案に活用した.特にこれらの日常生活行動データの分類は,歩行を伴う場合,傾きが重要である場合,加速度が重要である場合とに分解され,また複雑動作ほど個人差が大きいという特徴を示した.人間の行動認識に関しては,各姿勢センサの三次元姿勢を加速度,角速度,地磁気を用いたMadgwickフィルタにより推定を行うことで各部位の姿勢を推定可能としたほか,両足の加速度の周波数解析に基づく歩行状態推定,体幹の加速度積分に基づく歩行方向推定を行うことで人間の歩行移動状態と方向を同時に推定可能なアルゴリズムの提案を行った.本研究の目的は,室内環境における人間の操作行動を通じて室内環境と人間の行動をモデル化するための全身装着型センサの構築と,それを用いたモデル化手法の提案を行うことである.平成26年度は前年度までに構築した加速度センサと三次元カメラの組み合わせによる全身装着型センサを用いた人間の歩行行動認識と進行方向認識を組み合わせた移動行動認識機能の実装を行い,ロボットへの入力として用いることで人追従可能なロボットを実現できることを示し,その有効性を確認した.また家庭内での家事行動の計測のため,これまで作成してきた各種センサシステムと構築したセンサとの比較を行い,調理行動を通じてセンサによる操作行動の計測を行うことで,実際の家庭内操作行動において人間の行動計測を行うことができることを示した.一方でセンサの大きさをより小さくすることで人間の行動を阻害することなく,また三次元カメラの計測可能範囲をより近距離にすることで細かな手先の動きまで計測できることが明らかになった.そのためより小型の加速度センサとステレオカメラの組み合わせによる小型軽量,近距離における三次元計測が可能な新たな全身装着型センサを構築し,カメラに近い位置での細かな手先の認識や,より複雑かつ三次元カメラでは計測が困難であった屋外環境での行動認識を可能としたほか,屋内外でのステレオカメラを用いた移動行動認識,三次元環境計測と三次元地図作成に活用できることを確認した.知能ロボット平成25年度は装着型センサデバイスの試作検討,センサデバイスを用いた行動認識と環境認識のアルゴリズム開発を目標としていた.装着型センサについては当初計画通り全身装着型のセンサデバイスの試作,センサデータ取得機能および可視化機能の実装を行い,装着型センサを完成させた.特に制作したセンサデバイスを用いて様々な日常行動を計測可能となったため,今後の研究を円滑に遂行することが可能である.行動認識については,日常行動データからの特徴解析,両手足先の姿勢推定,歩行パターン認識のためのアルゴリズム構築を行った.一方環境認識に関してはこれまで提案したものを用いたのみであった.これについては代表者はこれまで環境認識に関するアルゴリズム提案を行ってきているが行動認識についての基本機能が不足しており,行動認識を優先したためである.以上のことから,全体の研究計画については概ね順調に進展していると考えている.平成26年度の研究においては,前年度作成したセンサデバイス及びこれまでに提案した環境・行動認識アルゴリズムを用いて,行動と物体の仮説を関連付けた体系化と仮説切替型物体モデリングのアルゴリズム構築に取り組む.行動と物体の仮説体系化に関しては,日常行動と物体の関連付けを人間が行い,行動種類をある程度限定することで問題領域を設定する.特に単純な計測だけでなく人間の行動認識も組み合わせた物体のモデル化手法について重点的に検討を行う.仮説切替型物体モデリングについては,各仮説間の切り替えのために,行動の分類基準と判別法についての研究を重点的に行う.特に行動判別は前年度において解析された特徴を用いるだけでなく,機械学習を用いたより高度な判別手法の検討も合わせて行う.最終成果として,モデル構築対象となる生活環境を模した室内において,複数のモデル仮説を切り替えつつ人間の行動に応じてモデルを構築する実証実験を行い,その効果を示すことを目的とする.
協調多層型防御技術のための事象駆動型制御理論の構築

本研究は様々な制御機器が協調・連携し,通常・縮退・回復時の制御システムのサイバー攻撃に対するレジリエンスを向上させる“協調多層型防御技術のための事象駆動型制御理論の構築"を目的とする.制御器の運転状態を最適化する事象駆動型制御手法を有向グラフ上の最適経路探索の観点から明らかにし,縮退・回復制御の能動的かつ最適な運用を実現する.また異なる機器間でのデータ同期制御を誤り訂正符号上の合意制御問題の観点から明らかにし,最適な回復制御を実現する.本研究は様々な制御機器が協調・連携し,通常・縮退・回復時の制御システムのサイバー攻撃に対するレジリエンスを向上させる“協調多層型防御技術のための事象駆動型制御理論の構築"を目的とする.制御器の運転状態を最適化する事象駆動型制御手法を有向グラフ上の最適経路探索の観点から明らかにし,縮退・回復制御の能動的かつ最適な運用を実現する.また異なる機器間でのデータ同期制御を誤り訂正符号上の合意制御問題の観点から明らかにし,最適な回復制御を実現する.
教科教育学のパラダイムと社会的責任の国際比較－社会科教育研究者が果たす役割とは－

本研究は,教科教育学研究のパラダイムの多様性を明らかにすることを目的とする。本目的を達成するために,世界22名の教科教育の研究者に対して,教育・研究観,社会的責任及びアイデンティティについて聞き取り調査を実施した。その結果,研究者が開発・実践に関与する程度は,以下の状況と個人の判断に依存することが明らかとなった。(a)教科指導の理念や方法の在り方をめぐる学術上の言説と現実の実践との間に乖離があるかどうか,(b)研究者は教師教育や調査・研究,組織づくりなどを通して間接的に教育実践の変革を支援したいという目的意識があるか,(c)またそうすることが自己の社会的責任として認知されているか。本年度は,以下の研究を行った。1.各国の社会科教育研究者に対して,自己の教育・研究観,社会的責任及びアイデンティティについて,聞き取り調査を実施した。1米国3名:トーマス・ミスコ,アリシア・クロエ,エリザベス・ベロー,2日本4名:匿名S氏,Y氏,H氏,K氏。2.各国の社会科教育研究者が教育・研究を行っている社会的・文化的な状況について,現地調査及び資料収集を行った。3.1・2の調査結果を集約し,3月5日に大阪CICにおいて成果報告会を実施した。外部から4名の評価者を招聘し,データの分析や意味づけについて意見を聴取した。4.本年度の段階では,以下のような暫定的な成果を確認した。(1)研究者と教育現場との関わり方には,個人に応じて程度の差があること。(2)その程度の差は,以下の諸条件に左右されること。1教科指導の理念や方法の在り方をめぐる学術上の言説と現実の実践との乖離が指摘される状況があるかどうか,2研究者がカリキュラムや教材等の開発を通して能動的に介入または先導したいという目的意識をもっているかどうか,3またそれを発揮することが自己の社会的責任として認知しているかどうか。言い換えると,1教科指導の理念や方法の在り方をめぐる学術上の言説と現実の実践との乖離が克服されていく状況にあるかどうか,2研究者は教師教育や調査・研究,組織づくりなどを通して間接的に教育実践の変革を支援したいという目的意識をもっているかどうか,3またそうすることが自己の社会的責任として認知しているかどうか。1年次は,世界各国の研究者で少なくとも3名,国内の研究者で少なくとも3名,教育・研究観について聞き取り,パイロット調査を行うことを目標としていた。上述の研究実績が示す通り,本年度7名の聞き取り調査及び1回の成果報告会を実施することができた。ゆえに,当初の目標はおおむね順調に進展していると判断できる。1米国5名:キース・バートン,ブルース・バンスレッドライト,ジェニファー・ジェームス,ベス・ルービン,ソニア・ジェニス,2欧州3名:アロイス・エッカー,ナンナ・パースキ,シルパ・タニ,3アジアオセアニア6名:リビー・タドボール,ナム・ホヨップ,オ・ヨンジュ,コン・オヒョン,沈暁敏,楊虎。3.1・2の調査結果を集約し,2017年3月4日に成果報告会を実施した。2年次は,世界各国の研究者の教育・研究観を少なくとも20名以上は聞き取り,データとして確定することを目標としていた。上述の研究実績が示す通り,過去2か年で21名の聞き取り調査及び2回の成果報告会を実施することができた。緩やかな研究仮説を構築することもできた。1年次と2年次は,教科教育学(社会科教育)を専門とする研究者21名に対象に,学問観の聞き取り調査を行った。3年次は,収集したデータの考察と総括を行った。成果は大きく3点に整理できる。第1にアジアの研究者のアイデンティティを記述・分類できた。1韓国と2

中国の研究者は,いずれも日本での留学時代に体得した規範的・工学的な方法論の影響を強く受けていた点では共通するが,母国の教育システムとの関係で,1韓国の研究者は教師と密接な関係を築き,現場の授業改善を通じて教育改革を進めていたのに対して,2中国の研究者は教育課程の策定に関わり,理想的な教育活動を組み込んだ教科書の執筆と普及を通して教育改革にコミットしていた。第2にアメリカの研究者のアイデンティティを記述・分類できた。同一の研究系大学に勤務する3人の研究者は,いずれも教職経験をもち,経験的・実証的な研究で学位を取得している点では共通するが,米国ならではの雇用契約に基づいて,1大学院における論文指導等に専念する研究指導者,2史料館と学校教育の協働に関心を寄せて,教師教育と研究の双方に関与する研究者,3学校現場に駐在し,社会科教育の臨床的な指導に従事する教師教育者,それぞれの社会的責任の果たし方が認められた。第3にヨーロッパの研究者のアイデンティティを記述・分類できた。1フィンランド,2ノルウェー,3オーストリアの研究者は,いずれも地理学や歴史学など教科内容を専門的基盤としていた点では共通するが,勤務校の要請や個人の信念に基づいて,1若者に関する「研究」成果の社会的な発信に努める研究者,2「教師教育」を通して社会的課題の解決や啓発を図ろうとする研究者,3「管理・運営」を通して教育や研究を組織化し,それらを社会的な存在に高めようとする研究者,それぞれの立場が確認できた。これらの結果から教科教育学のパラダイムの文脈性と主体性を描き出せた。本研究は,教科教育学研究のパラダイムの多様性を明らかにすることを目的とする。本目的を達成するために,世界22名の教科教育の研究者に対して,教育・研究観,社会的責任及びアイデンティティについて聞き取り調査を実施した。その結果,研究者が開発・実践に関与する程度は,以下の状況と個人の判断に依存することが明らかとなった。(a)教科指導の理念や方法の在り方をめぐる学術上の言説と現実の実践との間に乖離があるかどうか,(b)研究者は教師教育や調査・研究,組織づくりなどを通して間接的に教育実践の変革を支援したいという目的意識があるか,(c)またそうすることが自己の社会的責任として認知されているか。2年次以降は,以下の研究を推進する。1.引き続きデータ収集を行う。世界各国の20名の社会科研究者に対して,教育・研究観について聞き取り調査を行う。2.各研究者が志向している教育・研究観と社会的責任を個別に解明していくこと。教育・研究の社会的・文化的な状況を同じくする複数の研究者を比較考察し,彼ら彼女らが認知している教育・研究観と社会的責任にどのような同一性や差異性が確認できるかを記述していく。3.1に同一性と差異性が生じる理由を説明するための概念的なフレームワークを構築する。具体的には,1個人としての来歴や問題意識,学問観,2組織として期待される行動やパフォーマンス,3国家・社会として保障されている研究者・実践者の自律性,期待されている行動規範などの視点から,個人の教育・研究観と社会的責任の成立構造の説明を試みる。4.2の考察に基づいて教科教育学の多様なパラダイムを説明する。過度な一般化・固定化に走らないように,個々人の中に成立しているパラダイムの多様性を描き出す。3の研究を推進するために,質的研究法を専門とする若手研究者を研究協力者に迎え,計21名の調査対象者をグルーピングした上で,データの分析と比較考察,意味づけを試みたい。3年次は,以下の研究を推進する。1.各研究者が志向している教育・研究観と社会的責任を個別に解明していくこと。
熱帯系のヤマノイモ類に関する文化地理学的研究

1.四国、静岡、伊豆諸島(三宅島)などのカシュウイモとニガカシュウの分布状況、利用状況を調査した結果、カシュウイモは基本的にブナ林帯において栽培、利用されているものの、一部照葉樹林帯(高知県北川村、三宅島など)に及んでいることが明らかになった。特に高知県の北川村ではカシュウイモとニガカシュウが存在し、ともに栽培遺物であるものの、両者の違いを認識し、カシュウイモを食用として用いている状況である。2.高知県におけるカシュウイモの消失過程を集中調査したところ、山間村落においてカシュウイモが利用されなくなったのは、戦後、コウケイ35号と呼ばれるサツマイモの品種が導入されたことが契機であることが明らかになった。それ以前のサツマイモは、収量が多くなかったとされ、依然としてカシュウイモの優位が続いていたという。また、カシュウイモは痩せた土地でも栽培でき、連作しても障害を起こさないものであった。3.イモ類の年中行事における儀礼的利用を全国的にみれば、西日本のサトイモ類に対して東日本のヤマノイモ類という構図を描くことができるが、西日本においては、標高の高い山間村落においてカシュウイモなどを中心とするヤマノイモ類を儀礼的に利用していることが明らかになった。このことは、西日本でも標高の高い地域や東日本などの比較的寒冷な地域では、恐らく初期に導入されたサトイモ類は充分に育たないため、カシュウイモやヤマノイモなどのヤマノイモ類をサトイモ類の代用品として利用したことを示すものと考えられる。1.従来、カシュウイモ(dioscorea bulbifera)は熱帯原産とされてきたが、カシュウイモのなかには野生型と栽培型の二種類あり、野生型は熱帯原産であるものの、栽培型は温帯原産と考えられる。これは、琉球列島には野生型のみが見い出され、栽培型は調査した限りでは見い出されないことによる。2.熱帯系のヤマノイモ類のうちダイジョは、琉球列島において儀礼的にきわめて重視されており、南方島嶼から北上した根栽農耕文化の流れが、少なくとも奄美諸島までは到達していると考えられる。3.四国での事例を集成した結果、栽培型のカシュウイモは山間地域では、正月、十五夜、亥の子などの儀礼において重視されているものの、栽培型のカシュウイモが温帯系とみなされる以上、南方島嶼系の文化の系譜を引くものとは考えられない。したがって、その文化の系譜が本土まで到達したとは考えにくい。4.四国南部の沿岸部には熱帯系の野生型のカシュウイモ(ニガカシュウ)が広く分布し、かつては水さらしを行い利用していたことを知ることができた。したがって、少なくとも四国では熱帯系のカシュウイモの利用が行われ、それに覆いかぶさるように利用法の容易な温帯系のカシュウイモが展開したものと考えられる。5.栽培型のカシュウイモは、古い文献を探索した結果、北は東北から南は九州まで栽培されていたと推定され、したがって伊豆諸島、四国、宮崎県椎葉村などで利用されてカシュウイモは、かつて広く利用されていたものが現在に至るまで残存していたものとみなしたほうが妥当であると思われる。6.栽培型のカシュウイモは、文献による限り江戸時代まで盛んに利用されており、なぜ急激にその利用がすたれてしまったかを明らかにすることが今後の課題である。1.四国を中心に、全国の栽培、利用状況を概観すると、栽培型のカシュウイモはブナ林帯に分布し、野生型のニガカシュウは照葉樹林帯に分布する傾向にあり、両者の間に棲み分けがみられる。四国の場合、ブナ林帯では栽培型のカシュウイモが利用されているにもかかわらず、照葉樹林帯では近年に至るまで栽培型のカシュウイモの利用はみられず、水さらしの技法で野生型のニガカシュウが利用されていた。2.1から、はじめに野生型のニガカシュウが照葉樹林帯に導入され(一部はブナ林帯にも浸透)、利用されており、その後、新たにブナ林帯に栽培型のカシュウイモの利用が展開したが、照葉樹林には浸透することはなかったものと考えられる。このことは、日本に限ってみれば、栽培型のカシュウイモはブナ林帯に適応した品種であると言える。3.日本のブナ林帯で栽培型のカシュウイモが残存したのは、里芋の古い品種が基本的に照葉樹林帯に適した品種でありブナ林帯まで浸透できなかったこと、また栽培型のカシュウイモの利用が急激に廃れてしまったのは、品種改良の進んだサツマイモがカシュウイモ栽培地域にも浸透したためと考えられる。4.名称と儀礼を手がかりに、熱帯系ヤマノイモ類だけではなくサトイモ類をも視野に入れて、熱帯系根栽農耕文化の流れを琉球列島で追ってみると、南方島嶼から北上した熱帯系サトイモ類は、「ムジ」という名称を持ち、本来、地下茎を利用するものではなく、葉柄利用を主眼とするものであった。他方、本土地域から南下した温帯系のサトイモ類は地下茎の利用を主眼とするものてあり、熱帯系根栽農耕文化の流れと交流した結果、同じく地下茎を利用する熱帯系のヤマノイモ類の名称である「ウム」の名称を持つに至ったと考えられる。

特に高知県の北川村ではカシュウイモとニガカシュウが存在し、ともに栽培遺物であるものの、両者の違いを認識し、カシュウイモを食用として用いている状況である。2.高知県におけるカシュウイモの消失過程を集中調査したところ、山間村落においてカシュウイモが利用されなくなったのは、戦後、コウケイ35号と呼ばれるサツマイモの品種が導入されたことが契機であることが明らかになった。それ以前のサツマイモは、収量が多くなかったとされ、依然としてカシュウイモの優位が続いていたという。また、カシュウイモは痩せた土地でも栽培でき、連作しても障害を起こさないものであった。3.イモ類の年中行事における儀礼的利用を全国的にみれば、西日本のサトイモ類に対して東日本のヤマノイモ類という構図を描くことができるが、西日本においては、標高の高い山間村落においてカシュウイモなどを中心とするヤマノイモ類を儀礼的に利用していることが明らかになった。このことは、西日本でも標高の高い地域や東日本などの比較的寒冷な地域では、恐らく初期に導入されたサトイモ類は充分に育たないため、カシュウイモやヤマノイモなどのヤマノイモ類をサトイモ類の代用品として利用したことを示すものと考えられる。
慢性腎臓病患者教育のための看護職学習システムの開発

慢性腎臓病患者教育における知識、技術、態度など専門的な看護実践能力を包含した看護職者のためのEASE(Encourage Autonomous Self-Enrichment)プログラム学習システムを開発することを目的に研究を行った。まずCKD患者教育・EASEプログラム実施上の困難や学習者のニードなど実態を把握した。そしてEASEプログラムの主要コンテンツと実施者の経験、学習ニード等を研修内容に組み入れたEASEプログラムWeb研修システムを開発した。今後、研修内容等、教材評価を行いながら質の高い学習システムにしていくことやEASEプログラムWeb研修の普及活動をしていくことが課題である。平成25年度は、看護職学習システムを開発するにあたり、1文献検討、2CKD患者教育に必要な看護実践能力と学習内容について調査した。患者教育における看護師の経験やコンピテンシーから患者教育実践の困難や促進要因、学習ニード等が抽出されたため、それをもとに学習内容を洗練している。平成24年度は,CKD患者教育における困難ごとや効果的な教育に影響を及ぼす要因,EASEプログラムの問題点を明確化するため,1文献研究,2EASEプログラムの介入経験のある看護職者を対象に「CKD患者教育における看護師の経験」についてフォーカスグループインタヴューを行った.CKD患者教育における看護師の経験は, CKDとともに生きる患者理解や連携・調整の困難があるものの,そこから看護の専門性を追求し,患者の行動変容が看護師にとっての新たな喜びとなり,そして周囲に承認されながら自己実現に向かっていく経験をしていた.また患者教育に必要な能力を明らかにするために,3CKDに従事している看護師を対象に「CKD看護師に必要なコンピテンシー」についてフォーカスグループインタヴューを行った.CKD看護師のコンピテンシーとして,「自己決定への支援」,「アセスメント能力」,「安全な透析機器の操作とテクニック」,「状況に応じた臨床判断」,「モニタリングと危険察知」「対象の理解と対象を敬う態度」などが抽出された.これらを踏まえデルファイ法を用いて効果的な患者教育やEASEプログラムを実施するために必要な看護実践能力とその看護実践能力を獲得するための学習内容について抽出し,コンセンサスを得るための調査表作成に取り組んでいる.平成26年度は、CKD看護に携わる看護師やEASEプログラムの経験者を対象に学習ニーズおよび学習内容を抽出し、EASEプログラムの学習システムを開発した。EASEプログラムの学習システムの開発は、インストラクショナルデザインの理論に基づいたADDIEモデルを用いた。分析では、CKD患者教育およびEASEプログラム実施上での困難ごとや学習ニーズと必要課題を照合した。その結果から、CKDの患者教育を行うために必要な知識や技術を明確にし、学習目標を設定した。また目標を達成するための学習内容や方法、学習教材、回数・研修時間、対象などを設計した。特に学習者は、対象理解のために必要な理論やEASEプログラムの背景となる理論の学習を求めていた。またEASEプログラムを実施するうえでのコミュニケーション技法、感情認知を引き出すための面接技法、EASEプログラムの事例検討、他施設とのディスカッションなども学習ニーズであったため、学習内容に組み入れた。EASEプログラムの学習システムとして、「EASEプログラム研修初級、中級、上級」の3回のコースを企画・実施した。EASEプログラム研修初級コースは、講師による講義と検定試験の実施、中級コースは、初級コースを修了した学習者を対象に、EASEプログラムのDVD学習と健常者へのEASEプログラムの立案・実践、実施内容の発表、および中級検定試験、上級コースは、中級コースを修了した学習者を対象に、EASEプログラムのDVD学習と患者へのEASEプログラムの立案・実践、実施内容の発表、および上級検定試験といった内容である。EASEプログラムの学習システムとして、「EASEプログラム研修初級、中級、上級コース」の3段階の研修制度を計画、実施した。EASEプログラム研修初級コースは、EASEプログラムの開発者である岡美智代による講義を行い、研修終了後に検定試験を実施するコースである。平成27年度の初級者研修は、群馬、静岡、広島、滋賀、東京などの会場で132名の参加者が受講した。しかし講義による研修会だけでは実施回数や参加人数に限界があったことから、講義による研修制度と並行し、多くの学習者に受講してもらうことを目的にWeb学習システム(初級者コース)の開発を行った。EASEプログラムWeb学習システム(初級者コース)では、最初にEASEプログラムの概要、EASEプログラムを取り入れることのメリット、活用例、事例紹介などを提示した。研修受講希望者は、Web登録後、Web上でEASEプログラム研修(基礎編、実践編)を受講し、その後、検定試験を実施、合格すると認定証が発行されるというシステムである。EASEプログラム学習システムの一環として、インストラクショナルデザインに基づき、CKD看護に携わる看護師の学習ニーズから教育内容を検討し、EASEプログラム研修初級、中級、上級の3回の研修制度を企画・実施した。

EASEプログラムに関する学習内容は網羅したが、CKD患者教育における学習ニードとして抽出された対象理解のための「セルフケア理論」、「人間関係論」、心理行動の理解のための「ストレス.コーピング理論」などの概念的な理論や専門的知識に基づいた看護援助、支援への活用としての「フィジカルアセスメント技術」、「カウンセリング技術」などの内容について総合的に進めることができなかったため、次年度の課題とする。慢性病看護学、基礎看護学CKD患者教育の学習ニードであった理論などについても検討し、学習プログラムに追加していく。また、EASEプログラム研修を実施したが、研修会の実施回数、参加人数に限界がある。初級研修はできるだけ多くの人に受講してもらい、知識や技術を獲得してもらうことが目的であるため、WEB学習におけるeラーニングの開発の必要性がある。よって今後はeラーニング開発を検討していく。また、研修プログラムの効果や学習者の自己評価として検定試験を実施しているが、学習者の学習継続のためのポートフォリオ等、学習システムの評価についても検討をしていく。患者教育における看護師の経験やコンピテンシーから患者教育実践の困難や促進要因、学習ニード、実践能力は抽出されたが、デルファイ法を行うための対象確保が困難であったため、研究が進まなかった。平成26年度は対象を増やし、コンセンサスを得ながら学習内容を洗練していく。平成24年度は,1CKD患者教育における看護実践能力の解明については文献研究を行った.2CKD患者教育における困難ごとや効果的な教育に影響を及ぼす要因,3EASEプログラムの問題点の解明においては,まず一般的な患者教育における看護師の経験を明らかにする必要があると考え,EASEプログラムの介入経験のある看護職者およびCKD患者教育(透析教育も含む)に従事している看護職者を対象にフォーカスグループインタヴューを行い,「CKD患者教育における看護師の経験」を明らかにした.また,4CKD患者教育を行う看護職者の学習ニード,効果的な患者教育を実施するために必要な看護実践能力と実践能力獲得のための学習内容の解明では,「CKD看護師に必要なコンピテンシー」についてフォーカスグループインタヴューを行った.しかし,対象者の確保と時間調整が困難であったため,研究計画よりやや遅れてしまい,デルファイ法調査まで進むことができなかった.平成25年度は昨年実施できなかったデルファイ法調査ができるよう,効果的な患者教育を実施するために必要な看護実践能力とその看護実践能力を獲得するための学習内容を抽出し,コンセンサスを得るための調査表作成を行っていく.EASEプログラム学習システムとしてEASEプログラム研修制度の企画・実施をしたが、研修会の実施にあたり、講師や学習者の時間的制約、内容の再検討の必要性から、Web学習におけるeラーニングの開発の必要性を感じたため、一部内容の変更に至った。
キラル触媒を用いた置換アセチレンのキラリティー制御不斉重合-機構の解明と得られる高分子の機能開拓-

最近、申請者らは1つの長鎖アルキル基と2つの水酸基をもつ光学不活性アセチレンモノマー(DHPA)からの不斉誘起重合を光学不活性なロジウム錯体とキラルアミンを触媒系に用いることで成功した。しかも得られたキラルらせんは溶液中で十分安定であった。さらに重合条件を検討したところ、『光学不活性なロジウム錯体とキラルアミンのモル比のみを変えることで得られる高分子のキラリティーの正負、すなわち、らせんの巻方向を制御できる』ことを見い出した。本研究では上記の興味深い重合反応の機構と適用範囲の検討と得られた高分子の利用法の開拓を目的とする。初年度は下記の有益な知見が得られた。(1)この高分子よりの膜によって光学異性体の膜分離を実現できた。つまり、主鎖不斉そのものが選択透過に有効であることが分かった。(2)この高分子のキラルらせんの安定な原因が分子内水素結合であることが共重合とIRにより判明した。モノマー単位中に2つの水酸基が必要であることも分かった。今年度はさらに下記の実験を行った。(1)新規な高分子不斉配位子をDHPAと配位子含有モノマーと共重合することで合成し、このらせん不斉高分子配位子を触媒に用いて、不斉反応を試みた。(2)2つの長鎖アルキル基と2つのアミド基をもつ光学不活性アセチレンモノマー(DAPA)を新たに合成し、光学不活性なロジウム錯体とキラルアミンを触媒系に用い、不斉誘起垂合を試みた。その結果、以下の有意義な結果が得られた。(1)新規ならせん不斉高分子配位子が不斉反応触媒として効果があることを見出した。(2)新規なモノマーもDHPA同様、不斉誘起重合されることが分かった。最近、申請者らは光学不活性アセチレンモノマーからの不斉誘起重合を光学不活性なロジウム錯体とキラルアミンを触媒系に用いることで成功した。さらに重合条件を検討したところ、『光学不活性なロジウム錯体とキラルアミンのモル比のみを変えることで得られる高分子のキラリテイーの正負、すなわち、らせんの巻方向を制御できる』ことを見い出した。今年度は下記の実験を行なった。(1)この高分子よりの膜による光学異性体選択透過性の実験をおこなった。透過物としてはフェニルアラニン、トリプトファンを用いた。(2)この高分子のキラルらせんの安定の原因の考察をモノマーの水酸基の数の異なるものを合成し、共重合することで行なった。(3)この高分子をリビング的に合成する方法の検討として、新たな触媒系を検討した。その結果、下記の有益な知見が得られた。っまり、主鎖不斉そのものが選択透過に有効であることが分かった。(3)この高分子をリビング的に合成する方法を探索した。触媒の調製を現在行なっている。
微生物群集構造に基づく内湾の水質観測手法の開発と富栄養化履歴の解読

東京湾に代表される都市沿岸域は都市からの様々な負荷を受けており、水質悪化が深刻である。過去に流入した栄養物質が長年にわたって海底に堆積しており、これら堆積物から多くの栄養塩が溶出することや、雨天時にイベント的に発生する未処理の下水道越流水の流入が、水質環境の改善を阻害する主な原因となっている。本研究では水質モニタリングの質を向上させ、水質環境の履歴を測定することが可能な効率的な観測手法を開発すると同時に、堆積物の形成過程や堆積物からの栄養塩溶出量を明らかにすることを目的としている。本年度は富栄養化の特に著しい東京湾と,近年水質悪化が顕在化しつつある有明海において、微生物の群集構造解析と溶出実験・脱窒速度の観測を行った。東京湾および有明海において、底泥の採取を行い、これらをキノンプロファイル法によって分析することで微生物群集構造を定量し、栄養塩溶出量や脱窒量の計測を実施した。これらを水温や塩分、溶存酸素、有機物量,流速等の水環境諸量と比較することにより、微生物構造と水質指標との関係を検討した。微生物群集構造は、下層の貧酸素化や台風等の時化の影響を強く受け変化した。この微生物群集の変化については,粒径の変化との相関が高かった。またキノンプロファイルによって分析した微生物量と,脱窒の間には正の相関が認められた。以上により、特性の異なる2海域で微生物群集構造の解析手法やそれらと水質項目との関係を把握するための検討を行いその方法論を確立した。脱窒量については,内湾の水質や物質循環を検討する上で重要な項目であるにもかかわらず,測定の難しさから観測例が少なかったが,キノンとの相関で推定できるようになれば,より簡便な計測できるようになると考えられる。本研究では水質モニタリングの質を向上させ、水質環境の履歴を測定することが可能な効率的な観測手法を開発すると同時に、堆積物の形成過程や過去の堆積物からの栄養塩溶出量を明らかにすることを目的としている。本年度は富栄養化の特に著しい東京湾と近年水質悪化が顕在化しつつある有明海において、微生物の群集構造解析と溶出実験等を行った。東京湾および有明海において、底泥の採取を行い、これらをキノンプロファイル法によって分析することで微生物群集構造を定量し、栄養塩溶出量の計測も実施した。これらを水温や塩分、溶存酸素、有機物量等(現有設備)の水環境諸量と比較することにより、微生物構造と水質指標との関係を検討した。微生物群集構造は、時間的に大きく変化し特に下層の貧酸素化の影響を強く受けた。これは、堆積物中の微生物群集構造から水質変動を把握できることを意味しており、特に水環境に影響が大きい貧酸素化を底泥の微生物から測定できることを意味している。さらに栄養塩溶出に関しても、貧酸素水塊の形成にあわせて増加する傾向が認められ、微生物群集構造との関係を検討することができた。また湾内の水質変動モニタリングや栄養塩溶出量把握を行う上での課題を明らかにした。
幾何的手法による志村多様体および局所Langlands対応の研究における新展開

本研究課題の目的は,志村多様体の数論幾何およびその応用について新たな可能性を追及することである.この目的のために, Rapoport-Zink空間と呼ばれる,志村多様体の整モデルの局所版かつLubin-Tate空間の一般化である幾何的対象の研究を推し進める.また,前述の研究で得られた結果の応用として,局所Langlands対応およびarithmetic intersectionをはじめとする整数論の研究も併せて行う.本研究課題の目的は,志村多様体の数論幾何およびその応用について新たな可能性を追及することである.この目的のために, Rapoport-Zink空間と呼ばれる,志村多様体の整モデルの局所版かつLubin-Tate空間の一般化である幾何的対象の研究を推し進める.また,前述の研究で得られた結果の応用として,局所Langlands対応およびarithmetic intersectionをはじめとする整数論の研究も併せて行う.
渦要素からの速度場再構築に基づく境界連結型マルチスケールＬＥＳの開発と応用

ジェットエンジンのタービン翼内部の冷却流は複雑な乱流伝熱場である.本研究ではこの複雑な熱流動現象を高効率に予測・解明するための解析手法の開発に取り組んだ.当初導入を計画していた渦要素からの速度場再構築モデルは完成に至らなかったものの,より上位の目標である境界連結型LESの機能を実現する代替策として,三次元補間法に基づく境界連結法を導入したLES解析コードを構築した.その結果, Concurrent Simulationと呼ぶ乱流解析法を新たに提案し,衝突噴流と乱流促進リブから成る複雑乱流場に適用し,リブ高さの微小な違いが剥離・再付着領域の乱流構造に及ぼす影響を解析することに成功した.流れの剥離・再付着や旋回に加えて,複数の吹出しや吸い込みを伴う複雑乱流場における乱流熱輸送現象は,例えば高温・高圧の燃焼ガスで駆動されるジェットエンジンの高温タービン部における翼列間流れや,翼内外の冷却流(フィルム冷却,衝突噴流冷却,リブ冷却)の熱流動場を支配しており,その現象解明は基礎学理および応用の両面から重要な課題である.このような複雑乱流伝熱場では局所の乱流形態(壁面,自由剪断)に応じて,乱流熱輸送を支配する渦スケールの異なる領域が,系内に複数かつ局在して存在する.その現象解明には高精度な乱流解析手法であるLarge Eddy Simulation (LES)が有効であるが,通常は必要に応じて解析領域各部の格子解像度が異なることから,これらの解析領域間の境界連結部において渦運動のスケール間相互作用を適切にモデリングすることが重要である.本研究では,差分法に基づくLESの境界連結部における渦間相互作用を合理的に扱うため,ビオ・サバール則に基づく渦法から着想を得て渦要素からの速度場再構築法を連結部に導入し,異なる渦スケールを持つ領域間で整合性のあるLESを可能とする「境界連結型マルチスケールLES」の開発を目指している.2年目にあたる平成25年度では,検討中のビオ・サバール則に基づく渦要素からの速度場再構築モデルを平成24年度に開発したマルチブロック構造格子に基づく汎用熱流体解析コードに実装する作業を進めていたが,当初計画した実装方法では大規模解析における高速化に困難を伴うことが分かった.このため,研究期間の延長を申請し,大型計算機による大規模解析については平成26年度に実施することとし,今年度は引き続き大規模解析に適した実装方法の検討を行った.また,昨年度に引き続き開発した汎用熱流体解析コードの妥当性を検討するため,ガスタービン翼冷却に関連する熱流動解析を実施した.ジェットエンジンのタービン翼内部の冷却流は複雑な乱流伝熱場である.本研究ではこの複雑な熱流動現象を高効率に予測・解明するための解析手法の開発に取り組んだ.当初導入を計画していた渦要素からの速度場再構築モデルは完成に至らなかったものの,より上位の目標である境界連結型LESの機能を実現する代替策として,三次元補間法に基づく境界連結法を導入したLES解析コードを構築した.その結果, Concurrent Simulationと呼ぶ乱流解析法を新たに提案し,衝突噴流と乱流促進リブから成る複雑乱流場に適用し,リブ高さの微小な違いが剥離・再付着領域の乱流構造に及ぼす影響を解析することに成功した.流れの剥離・再付着や旋回に加えて,複数の吹出しや吸い込みを伴う複雑乱流場における乱流熱輸送現象は,例えば高温・高圧の燃焼ガスで駆動されるジェットエンジンの高温タービン部における翼列間流れや,翼内外の冷却流(フィルム冷却,衝突噴流冷却,リブ冷却)の熱流動場を支配しており,その現象解明は基礎学理および応用の両面から重要な課題である.このような複雑乱流伝熱場では局所の乱流形態(壁面,自由剪断)に応じて,乱流熱輸送を支配する渦スケールの異なる領域が,系内に複数かつ局在して存在する.その現象解明には高精度な乱流解析手法であるLarge Eddy Simulation (LES)が有効であるが,通常は必要に応じて解析領域各部の格子解像度が異なることから,これらの解析領域間の境界連結部において渦運動のスケール間相互作用を適切にモデリングすることが重要である.本研究では,差分法に基づくLESの境界連結部における渦間相互作用を合理的に扱うため,ビオ・サバール則に基づく渦法から着想を得て渦要素からの速度場再構築法を連結部に導入し,異なる渦スケールを持つ領域間で整合性のあるLESを可能とする「境界連結型マルチスケールLES」の開発を目指している.初年度にあたる平成24年度では,まず始めに,ビオ・サバール則に基づく渦要素からの速度場再構築モデルの考案と定式化,およびアルゴリズムの検討を行うとともに,この手法を既存のLES解析コードに実装するためにマルチブロック構造格子に対応した一般座標系に基づくLESコードを新たに開発した.また,このLES解析コードの妥当性を検討するため,ガスタービン翼冷却に関連する熱流動解析を実施した.流れの剥離・再付着や旋回に加えて,複数の吹出しや吸い込みを伴う複雑乱流場における乱流熱輸送現象は,例えばジェットエンジンの高温タービン部における翼列間流れや,翼内外の冷却流を支配しており,その現象解明は基礎学理および応用の両面から重要な課題である.このような複雑乱流伝熱場の現象解明にはLarge Eddy Simulation (LES)が有効であるが,解析領域各部の乱流状態に応じて必要な格子解像度が異なることから,これらの境界連結部の情報交換を適切に行うことが重要である.

本研究では,差分法に基づくLESの境界連結部における渦間相互作用を合理的に扱うため,ビオ・サバール則に基づく渦法から着想を得て渦要素からの速度場再構築法を連結部に導入することで,解析領域間で整合性のあるLESを可能とする「境界連結型マルチスケールLES」の開発を目指した.初年度にあたる平成24年度には計算モデルの考案とアルゴリムの検討を行い,2年目にあたる平成25年度では,上記の計算モデルを流体解析コードに実装する方法の検討を行った.最終年度にあたる平成26年度には,大規模解析に適したアルゴリズム実装方法の検討を引き続き行ったものの,当初計画していたビオ・サバール則に基づく渦要素からの速度場再構築モデルを完成するには至らず,本研究の目標に立ち返って境界連結型LESの機能を実現する代替策として,三次元補間法に基づく境界連結法を導入したLES解析コードを新たに構築した.その結果,複雑乱流場を解析する手法としてConcurrent LESと呼ぶ手法を新たに提案し,衝突噴流と乱流促進リブから成る複雑乱流場に適用し,リブ高さの微小な違いが剥離・再付着領域の乱流構造に及ぼす影響を解析することに成功した.当初計画した方法とは幾分異なるものの,新たに構築した解析手法は乱流伝熱機構の解明に寄与するものと考える.熱流体工学これまでにビオ・サバール則に基づく渦要素からの速度場再構築モデルの考案と定式化,およびアルゴリズムの検討を行うとともに,この手法を実装するためのマルチブロック構造格子に基づくLESコードを開発した.しかしながら,当初に計画した実装方法では大規模解析における高速化に困難を伴うことが分かり,当初の目標としていた大規模解析の実施には至っていない.初年度に計画していたビオ・サバール則に基づく渦要素からの速度場再構築モデルの考案と定式化,およびアルゴリズムの検討を行うとともに,この手法を既存のLES解析コードに実装するためにマルチブロック構造格子に対応した一般座標系に基づくLESコードを新たに開発することができた.また,このLES解析コードの妥当性を検討するため,ガスタービン翼冷却に関連するいくつかの熱流動解析を実施し,境界連結部における各種境界条件の検討に柔軟に対応できる汎用性の高い解析コードを構築することに成功した.本研究課題で開発する解析手法の有効性を検討するのに適した解析を行い,本手法の妥当性を検証する.具体的には,エネルギー保有渦のスケールが異なる壁乱流と自由剪断乱流が同一系内に偏在する基礎的な系として,平行平板流路の底面から壁面に沿うように円孔噴流を吹き出す場(=単孔フィルム冷却)を対象として解析を行う.その際,壁面近傍の縦渦構造が支配する壁乱流領域(密格子域)と,主流と噴流の間で形成される混合層が空間発展して生ずる中規模渦からなる自由せん断層領域(粗格子域)の間に境界連結部を設けて,本課題で開発したモデルを導入した「境界連結型マルチスケールLES」を行い,風洞試験結果との比較,ならびに全領域を密格子で解析した結果との比較により,本手法の妥当性を検証する.本研究課題で開発する解析手法の有効性を検討するのに適した解析を行い,本手法の妥当性を検証する.具体的には,エネルギー保有渦のスケールが異なる壁乱流と自由剪断乱流が同一系内に偏在する基礎的な系として,平行平板流路の底面から壁面に沿うように円孔噴流を吹き出す場(=単孔フィルム冷却)を対象として解析を行う.