hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
世界をリードするインバウンド医療展開に向けた看護国際化ガイドライン

平成30年度は、5年計画の2年目にあたり、1年目に実施した日本医療機能評価機構共催のGRADE開発者Holger J.Sch&uuml;nemann教授ほかを迎えた、わが国における看護国際化ガイドライン開発の組織的・理論的基盤づくりを踏まえ、2つの国際シンポジウム(米国ワシントン大学Noel Chrisman教授,台湾成功大学Mei-Feng Lin教授および、ドイツ・シャリテ医科大学病院Judith Heepe看護部長)を実施し、臨床応用への教育モジュールおよび教材開発を行った。研究分担者の5研究班を継続し、定期的に全体会議を持ち報告及び情報共有を行った。各研究班の成果は、1.国際シンポジウム2件の実施、2.ドイツ・シャリテ病院と共同して教育モジュール開発、3.外国人ケアパス開発に向けた外国人インタビューの継続、4.看護国際化ガイドラインのSR分析、5.臨床評価に関して日本に滞在する外国人から見た日本の病院の看護の質評価の調査を継続した。教育モジュール(ベーシックコース)は、1)インバウンドとヘルスケア、2)社会的背景とカルチュラル・コンピテンス教育の必要性、3)外国につながりのある人たちへの看護ケア、4)コミュニケーション演習、5)倫理事例演習である。教材には、先行野地科研データに基づき「異文化との出会い42病院マップ編」を開発し、日本看護管理学会等で活用評価を行った。外国人患者の日本での受診および入院体験に関するデータ収集(質・量)は、対象を得られるのが困難で時間がかかっているが、研究分担者が指導する大学院生および若手研究者の力で地道に継続した。ICS(Individualized Care Scale)を用いた日本に滞在する外国人から見た日本の病院の看護の質評価(量的データ)は、昨年度と同様に、外国人は日本人より個別性を重視した看護を受けられたと感じていた。本研究目的を達成するために、初年度に研究分担者をリーダーとする5つの研究班を組織して進めており成果をあげており、2年目も同様の組織体制で取りくみ、定期的な会議に加えて、スカイプ会議を適宜実施し、各研究班のチーム構成および研究班の横のつながりがスムースで有機的に進められている。1.国際シンポ班では、国際シンポジウムを2回開催し、シンポジウムの学びから、教育モジュールの海外共同開発が開始された。2.教育モジュールの開発では、ベーシックコース用に5つのモジュールを開発し、次年度の全国研修開催の準備に着手した。昨年度検討したイラスト化も実施、開発された異文化病院マップは、日本看護管理学会等で活用評価を行い、その成果を日本看護評価学会で発表した。アプリを使った教育方法の開発を継続した。3.外国人ケアパス開発に向けた外国人インタビューを継続した。4.看護国際化ガイドラインのSRは、ターゲットとなった論文を入手したので検討および論文化を進めた。5.日本に滞在する外国人から見た日本の病院の看護の質評価の調査は、臨床評価のため症例数が少ないので、参加病院の打診などさらなる工夫を検討して継続実施した。次年度も継続する。これらに加えて、ベースラインデータとして得ている日本の看護職約7,500名のカルチュラル・コンピテンスの調査結果(J-CCCHS)の分析をから、サンディエゴ大学Dr.Glaserの協力を得て明らかとなった潜在特性分析による3つのグループの特性を参考に、看護職を対象とした「多文化対応能力研修」を企画した。本研究で示された日本の看護職のカルチュラル・コンピテンスの潜在特性を基盤とした文化に配慮した安全で質の高い看護ケアの提供ができる看護職の教育および看護管理について研究を進めている。研究成果は、国内学会、国際学会での発表、国際学会での招聘口演、論文発表を実施している。看護国際化ガイドラインの開発と、看護職のカルチュラル・コンピテンスを2015年時点より高める目的達成にむけた今後の進捗方策は、初年度に立ち上げた研究チームとその中の5つの研究班が機能して成果をあげていることより、海外協力者を含め適宜の外部評価を得ながらチーム編成を継続する。今後は、2020東京オリンピック・パラリンピック開催まで500日を切っており、いよいよ看護職の全国研修を開始しhttp://nglobe.jp/nglobe_training_2019.html臨床応用と評価を実施する。開発中の看護職のカルチュラル・コンピテンスを高めるための教育モジュールを用い、先行研究で明らかとなった日本人看護職のカルチュラル・コンピテンス能力の3郡の特徴を踏まえた多文化対応能力研修を東京と大阪で開催する。大阪は2025年万博開催が決まり、あらたなインバウンド準備のニーズが高まっている。開発した教材は、科研アプリと連動させて、研修効果と合わせて看護職のカルチュラル・コンピテンスを高め普及させる仕組みを実装する。また、引き続き外国人患者の日本での受診および入院体験の聞き取り(質的データ)と、ICS(Individualized Care Scale)を用いた日本に滞在する外国人から見た日本の病院の看護の質評価(量的データ)を積み重ねる。移民政策をとっているドイツのシャリテ医科大学の多文化対応プログラム等も参考に、Society5.0に資する看護管理の視点からインバウンド医療展開に向けた看護国際化ガイドラインの開発を推進する。患者アウトカムを含む臨床評価を行い、GRADE開発者のHolger J. Sch&uuml;nemann教授のアドバイスを得ながら、国際標準にみあった看護組織に活かすガイドラインとしてとりまとめ政策提言を行う。

平成29年度は、キックオフ国際シンポジウムを開催し、日本医療機能評価機構の共催を得て、GRADE開発者のHolger J.Schunemann教授ほか国内外の専門家を迎え、わが国における看護国際化ガイドライン開発の組織的・理論的基盤づくりを推進した。分担研究者による5つの研究班を組織し、定期的に全体会議を持ち報告及び情報共有を行った。各研究班の成果は、1.国際シンポジウムの実施、2.教育モジュールの開発として、J-CCCHS調査票からアプリ向け辞書単語の精査、3.外国人ケアパス開発に向けた外国人インタビューの実施、4.看護国際化ガイドラインのSRでは400論文を選定し継続分析、5.臨床評価に関して日本に滞在する外国人から見た日本の病院の看護の質評価の調査を実施した。外国人患者受入れ認証病院のうち、協力の得られた17病院から、外国人35部、日本人41部を分析対象とした。質問項目はIndividualized Care Scale(ICS)の英語版及び、中国語、日本語に翻訳し使用した。回答者の平均年齢は外国人49.1歳、日本人58.2歳(P=.02)、入院中の自立度が「一人でできる」外国人31.3%、日本人70.3%(P=.00)であった。ICS合計得点は、外国人が138.1点、日本人が126.1点(P=.02)で、外国人は日本人より個別性を重視した看護を受けられたと感じていた。外国人が日本人よりICS得点の高い項目は、「患者の気分の変化に気づく」、「感情の配慮」、「以前の入院経験についての質問」、「家族のケアへの参加」、「生活への配慮」、「意見を述べられるような援助」、「十分な情報提供」等であった。ICS合計得点は、入院中の自立度(β=.31)と外国人受入れ認証(β=.50)、外国人であること(β=.45)と有意な正の関連があった(R2=.41)。本研究目的を達成するために、研究分担者をリーダーとする5つの研究班を組織して進めている。初年度の実績により、各研究班のチーム構成および研究班の横のつながりがスムースで有機的に進められている。1.国際シンポ班では、シンポジウムの開催を実施し、シンポジウムの学びからガイドラインのパネル構成についての検討を開始した。2.教育モジュールの開発では、J-CCCHS調査票からアプリ向け辞書単語の精査しており継続する。イラスト化の検討も開始しており、アプリを使った教育方法の開発を行う。3.外国人ケアパス開発に向けた外国人インタビューの実施を踏まえ、外国人だけでなく日本人へのインタビューを実施する計画書の検討を始めた。4.看護国際化ガイドラインのSRは、ターゲットとなった論文を入手したので検討および論文化を進める。5.日本に滞在する外国人から見た日本の病院の看護の質評価の調査は、臨床評価のため症例数が少ないので、参加病院の打診などさらなる工夫を検討して継続して実施することが必要である。これらに加えて、ベースラインデータとして得ている日本の看護職約7,500名のカルチュラル・コンピテンスの調査結果(J-CCCHS)の分析を継続しており、サンディエゴ大学Dr.Glaserの協力を得て潜在特性分析より3つのグループの特性のあることが明らかとなった。
ホリスティックな看護技術の獲得を可能にする暗黙知とゲシュタルトに関する実証的研究

平成30年度は主として現場調査のための質問紙開発を進めた。具体的には、市販されている基礎看護技術の教科書に記載されている手順をもとに、すべての基礎看護技術について、ひとつひとつの看護技術それぞれについて、その看護技術を構成する各工程要素に分解(マニュアルで言語化されていない要素も含む)し、1言語的に伝達が可能な工程要素、2言語的に伝達が可能でないが言語伝達以外の媒体(たとえば音やにおい、画像など)を用いることで伝達可能な工程要素、3言語的にも他のいかなる媒体によっても伝達困難な工程要素に分類した。さらに、その傍証を行なうための調査として、病院に勤務する新人教育に携わった経験のある看護師にヒアリングを行い、自分の経験上、または新人を教育した経験上、新人看護師が完全に習得するのが困難な、もしくは教えづらい教育基礎看護技術について、その工程要素とともに、学生時代には技術習得が困難な技術を特定した。これら基礎看護技術の工程要素の特性を明らかにし、看護師を対象とした技術習得にかかわる調査を行なうための研究メンバーによる会議を重ねた。当初計画していた新人看護師を対象とした追跡調査では、当人自体が当該技術を習得できたかどうか自己判断することには困難性が伴うことを考慮し、新人ではなく2年目以降の看護師を対象として、研究班でピックアップした看護技術の習得に関する調査を行なうための質問紙を作成した。調査手法、調査項目の検討ならびに調査対象医療機関の選定、交渉に時間を費やしたため、平成30年度内の研究完了が困難になった。そこで、研究期間を延長し、平成31年度に調査を終えられるよう研究計画自体をリスケジュールした。9月をめどに、調査票の最終見直し、調査対象医療機関の確定を行い、所属する看護師を対象として質問紙調査を行なう。その後、調査票の回収、データクリーニング、年度末の論文投稿に向けて分析を行なう。本研究の目的は、ある種の特殊な看護技術の獲得過程に暗黙知的な側面があることを否定できないという前科研費研究結果をさらに発展させ、1)特殊でない一般的な看護技術獲得においても実経験によってのみ完成する過程(暗黙知的な過程)が必要か、2)それはどのような技術にどの程度必要なことであるのか、について明らかにすることである。今年度は、看護教育機関で取り扱う看護技術の洗い出しと当該教育内容で学習の対象となっている形式知化されている技術とその要素の抽出を行なった。本研究の前提となる看取りや急変の予見など、教育の対象となっていない看護技術の存在性をさらに明らかにするために、情報端末を用いて予見のたびに順行的に記録を行うことで、確証バイアスやあと知恵バイアス等の認知バイアスを回避し、質問紙やインタビューなど従来の回顧的な研究手法と比較して信頼性の高いデータを得ることに時間を割いたことが本研究の進捗が遅れた理由である。一般病棟における看護師の、明らかな生命徴候の変化によらない予測の頻度と分布ならびにその転帰との関係について、看護師経験年数や部署経験年数、所持資格、教育背景等、看護師の属性との関連に着目し分析を進めるとともに、一般病棟看護との比較および特殊病棟における特性を明らかにするために精神科病棟における当該予測の種類に関するヒアリングを実施した。ヒアリングの結果得られた転倒/転落・譫妄・暴力/暴言・自殺企図/希死念慮・離院の5事象に関する予測の頻度と分布、転帰ならびに、当該予測が看護師に特有のものであるかについてさらに精査するために、精神科病棟の全職員(看護師、准看護師、看護補助者)を対象とした予測入力端末による調査を行なった。予測入力端末は先行研究課題で開発したものを使用した。回顧法による調査では、あと知恵バイアスや確証バイアス等の認知バイアスの影響を避けられないため、勤務中常時予測入力端末を携帯し、前掲5事象の予測を行なうたびに入力端末に入力してもらった。予測端末調査終了後、病棟師長に看護記録をもとに各予測の転帰について調査を依頼した。1カ月の端末調査の結果、21名の職員中15名が延べ93回の予測を行なっていた。その内訳は、転倒/転落が4名の職員によって4回、譫妄が3名の職員によって11回、暴力・暴言が15名の職員によって71回、自殺企図/希死念慮が5名の職員によって7回であった。調査期間中、離院に関する予測は行われなかった。精神科病棟において明らかな生命徴候の変化によらない予測が行われていること、暴力・暴言のように予測をしている全員が1回以上の予測をしている事象がある一方で、限られた職員によってのみ予測されている事象があることが判明した。今後は予測と転帰、職員の属性との関係について分析を進める。看護師の「予測」に関する指標化、モデル化を目指した縦断調査の実施に向けて基礎的なデータの蓄積が進んだ。看護技術は、言語や視聴覚教材を媒介として基礎教育で伝達される形式知段階と、その後経験によって獲得される段階の2段階を通じて完成するという、看護技術習得2段階説を精緻化するために、精神科病棟のすべての看護職員の予測に対する転帰を分析した結果、1一般病棟とは異なる予測事象(離院、自殺企図、暴力など)があること、2暴力・暴言については予測を入力

すべての看護職員が予測の対象としていること、3補助者も予測を行っていること、4予測に対する的中率は29%あり、譫妄27%(予測11回、的中3回)、暴力・暴言34%(予測71回、的中24回)であったこと、5これまでの知見と異なり、的中者は非的中者よりも経験年数は短く(10.3年/27.4年)、年齢が低かった(34.7歳/59.2歳)こと、6看護補助者の的中数は0ではなかったことが示された。「転倒・転落」、「自殺企図・希死念慮」は、予測はされていたが的中数はいずれも0であったのは、防止対策がとられていたものと推測される。研究に参加したすべての看護職員が予測を行い、34%という的中率を示した「暴力・暴言」については患者のみならず、職員自身に危険が及ぶ可能性があることから、精神科病棟では必須の予測技術と捉えることができる。的中率が34%にとどまるのは、予測精度の問題というよりは、疑わしきは注意しておくというスクリーニングの目的に適することが推察された。看護技術の熟達化・完成に至る道筋を明らかにする上で、対策可能な予測事象については、その対策を行うことで予測をしたと見なせる点で有用な項目ということができる。一方、対策困難な予測事象については、それを見逃してはいけないということから、的中率が下がるのは止むを得ないということも明らかになった。本調査によって、今後本研究計画において看護技術項目別の調査を行う際の重要な視座を得ることができたと考える。本研究のベースとなる仮説の精緻化に時間を要しており、調査対象となる看護技術に関する調査のベースとなる基礎看護技術の解析は行っているものの、実際の調査には至っていない。平成30年度は主として現場調査のための質問紙開発を進めた。具体的には、市販されている基礎看護技術の教科書に記載されている手順をもとに、すべての基礎看護技術について、ひとつひとつの看護技術それぞれについて、その看護技術を構成する各工程要素に分解(マニュアルで言語化されていない要素も含む)し、1言語的に伝達が可能な工程要素、2言語的に伝達が可能でないが言語伝達以外の媒体(たとえば音やにおい、画像など)を用いることで伝達可能な工程要素、3言語的にも他のいかなる媒体によっても伝達困難な工程要素に分類した。さらに、その傍証を行なうための調査として、病院に勤務する新人教育に携わった経験のある看護師にヒアリングを行い、自分の経験上、または新人を教育した経験上、新人看護師が完全に習得するのが困難な、もしくは教えづらい教育基礎看護技術について、その工程要素とともに、学生時代には技術習得が困難な技術を特定した。これら基礎看護技術の工程要素の特性を明らかにし、看護師を対象とした技術習得にかかわる調査を行なうための研究メンバーによる会議を重ねた。当初計画していた新人看護師を対象とした追跡調査では、当人自体が当該技術を習得できたかどうか自己判断することには困難性が伴うことを考慮し、新人ではなく2年目以降の看護師を対象として、研究班でピックアップした看護技術の習得に関する調査を行なうための質問紙を作成した。調査手法、調査項目の検討ならびに調査対象医療機関の選定、交渉に時間を費やしたため、平成30年度内の研究完了が困難になった。そこで、研究期間を延長し、平成31年度に調査を終えられるよう研究計画自体をリスケジュールした。形式知的には十分に学習したが現場では実行可能とならなかった技術について、現場経験のある看護師に聞き取りならびに質問紙調査を実施し、当該技術の特性とそれら技術に内在する暗黙知性を明らかにする。その後、新人看護師を対象とした追跡調査を行ない、当該技術がどのようなプロセスで獲得されるのかについてアプローチを試みる。
長期にわたる不可逆変動としての広域地盤沈下の数値シミュレーション

地下水揚水に起因する広域地盤沈下は日本のみならず世界の低平地で起こっている災害である。さらにこの地盤変動は不可逆であり、一度地下水位を低下させると、もとの地盤には戻らないことが知られている。近年では構成式の高度化が進み、地盤の骨格構造の記述が可能になっている。代表的なものは名古屋大学地盤力学研究室が開発したSYSカムクレイモデル(回転硬化上・下負荷面修正カムクレイモデル)であり、土骨格構造(構造・過圧密・異方性)の変化を記述している。すなわち、高位な構造にみられる限界状態線より下側での塑性圧縮を伴う軟化、さらに、過圧密粘土にみられる限界状態線より上側での塑性膨張を伴う硬化挙動などをシミュレートできている。加えて数値計算の高精度化が進み、これら構成式研究と水土連成有限変形解析とあわせて、長期圧密沈下挙動のシミュレーションが可能となっている。本研究は、このモデルを用いて、地下水位低下に起因する骨格構造の劣化を考慮した地盤沈下の計算を行った。本年度は季節変動などによる地下水位変動が地盤に及ぼす影響について検討した。地下水位履歴を受けた地盤が地下水位規制などによって地下水位が回復したとしても、季節変動などによって地下水位が繰返し変動するような場合は、骨格構造の劣化を引き起こし、地下水位履歴のない地盤に比べて沈下が継続して起こる可能性があることを示した。この傾向は、骨格構造が発達した自然堆積粘土地盤に多く見られる。2年間の研究を通して、自然堆積地盤に、地下水位を低下させ地盤を乱してしまうと新たな荷重(上載荷重や地下水位変動)に対して脆弱になっていることを示した。今後はさらに事例解析などに取り組む予定である。さらにこの地盤変動は不可逆であり、一度地下水位を低下させると、もうもとの地盤には戻らないことが知られている。近年の地盤の応力ひずみの関係、いわゆる構成式の高度化が進み、地盤の骨格構造の記述が可能になっている。代表的なものは名古屋大学の開発した回転硬化上・下負荷面修正カムクレイモデルであり、土骨格構造(構造・過圧密・異方性)の変化を記述している。すなわち、高位な構造にみられる限界状態線より下側での塑性圧縮を伴う軟化、さらに、過圧密粘土にみられる限界状態線より上側での塑性膨張を伴う硬化挙動などである。加えて数値計算の高精度化がすすみ、これら構成式研究と水土連成有限変形解析とあわせて、長期圧密沈下挙動のシミュレーションが可能となっている。本研究は、このモデルを用いて、地下水位低下に起因する骨格構造の劣化を考慮した地盤沈下の計算を行っている。本年度は、地下水位履歴を受けた地盤がたとえ地下水位が回復し沈下が沈静化したとしても、決して安全ではなく、複雑な沈下挙動を数十年から数百年にわたって引き起こす事例の数値解析を示した。これは、地盤の深部から骨格構造が乱され、いわゆる先行圧密応力が低下し、新たな荷重に対して遅れ圧密を生じやすくしているためである。計算を本年度は平面ひずみ条件に拡張し、多次元による構造劣化の進展について示した。
電界印加密度汎関数計算による原子層デバイスのキャパシタンスの解析

平成27年度は平成26年度に引き続き複層グラフェンの電子ドープ時の電子状態変化についての研究、及び複層グラフェン以外の物質について基盤が原子層物質に与える影響や電界応答、電子状態の制御に関する研究を行った。成果課題として「新規層状物質群MXenesの表面原子吸着による電子状態制御の予測」が挙げられる。2011年に発表された新規二次元層状物質群MXenesは、遷移金属原子によるM siteと炭素または窒素からなるX siteからなる層状物質群であり、多様な組成を取るため物質設計の観点からも非常に重要な物質群である。我々は表面終端構造による当該物質の電子状態制御の可能性を第一原理計算によって検討した。表面吸着子にはH, Li, Naを採用した。その結果、MXene酸化物Ti2CO2は0.44 eVのバンドギャップを持っているが、表面にH, Li, Naを吸着させた原子モデルでは、安定吸着サイトや吸着種の違いによらず、金属的なバンド構造をもつことがわかった。この結果は、化学ドーピングや電界制御ドーピングより簡便なドープ量制御や吸着量による電気伝導性制御能性を示唆しており、今後の電子素子への応用可能性を大きく広げる結果だと言える。その他の成果として、(1)二層グラフェンへの電子ドープが与えるバンド構造変化の理論的見積もりに成功(2)単層Germaneneの電子特性を保つ原子層基盤の発見(3)SiC(0001)基板上のエピタキシャルGrapeheneの構造及び電子状態の理論評価があげられる。特に(1)の成果は当該新学術領域内の共同研究として進められた。これらの成果は連携研究者成果を含め論文3報,学会発表7件の成果を上げた。また本プロジェクト研究成果物として1報の論文を現在作成中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。二層グラフェンを用いたトランジスタは新規電子デバイスとして期待され開発が進められているが、on/off比の大きさに課題が残っていた。この改善につなげるため、長汐(共同研究者)らは量子キャパシタンスの測定を行い、二層グラフェンの電界印加下における状態密度の評価を試みた。その結果、量子キャパシタンスから推定されるバンドギャップ値が理論計算値よりずっと大きく、その詳細は不明だった。本研究では、電界を印加した密度汎関数法計算と、より実験系に近いデバイス構造の元での有限要素法計算とを併用して誘起電荷やポテンシャルの振舞いを調べ、それらを用いて長汐らの実験結果の解釈と、二層グラフェンが有するキャパシタンスの理論的な理解を試みた。本系のキャパシタンスを求める際、真電荷と分極電荷の区別が微視的には難しいこと等のために、評価方法に任意性が生じてしまう。そこで2つの方法を用いた。第1の方法は、二層の中央を境界としてこの誘起電荷を分割することで各層の誘起電荷量を算出し、これを各層における静電ポテンシャル差で割って求める方法である。第2の方法は静電ポテンシャルから求めた比誘電率に基づいて評価する方法である。その結果、いずれの方法でもキャパシタンスの値が電界強度に対して単調減少していくこと、また二層グラフェンの比誘電率は電子遮蔽によって層間でも1を超えており、二枚の金属シートではなく、一組の誘電体とするモデルの方が妥当だとわかった。また本モデルをもとに、デバイス構成時に二層グラフェンにかかる電界強度を有限要素法により見積もった。これらの結果から、真電荷ドープのない状況下での二層グラフェンの誘電的性質を理論的に解明することに成功した。本研究成果は、2014年度日本物理学会秋季大会、日本表面物理学会、日本物理学会年次大会にて発表されており、2015年度に催される国際会議NT15でも発表予定である。

これらの成果は連携研究者成果を含め論文3報,学会発表7件の成果を上げた。また本プロジェクト研究成果物として1報の論文を現在作成中である。H26年度計画では真空中の複層グラフェンのキャパシタンスの解析を主要課題として計画されていた。我々はH26年度成果として、研究実績の概要で述べた通り、キャパシタンスの値が電界強度に対して単調減少していくこと、また二層グラフェンの比誘電率は電子遮蔽によって層間でも1を超えており、二枚の金属シートではなく、一組の誘電体とするモデルの方が妥当だということを明らかにでき、真電荷ドープのない状況下での二層グラフェンの誘電的性質を理論的に解明することに成功した。この結果は、二層グラフェンを二枚の完全導体として扱っていた従来の実験解析の視点を大きく変えうるものであり、二層グラフェンを用いた新規トランジスタ開発の進展に対して重要な意義があるものであると言える。これらのH26年度成果は、基盤との相互作用を取り入れた、より現実に即した計算に十分つながるものであり、27年度研究の順調な進展が期待できる。またH26年度に予定されていたより高度な電界印加手法に基づくキャパシタンスの解析は、すでに計算が済んでおり、真電荷の注入がどのようにキャパシタンスに影響するかの解析を進めている。以上の事柄から「本研究は概ね順調に進展している」と評価できる。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後の課題として、真電荷のドーピングや基板との相互作用が二層グラフェンの状態密度にどのように影響するかの検討が挙げられる。今回の結果は孤立二層グラフェンに鋸歯状ポテシャルを導入した結果であり、これらの相互作用は取り入れられていない。有効遮蔽媒質法等を用いることで、二層グラフェンに電荷を導入し、その影響による状態密度の変化を検討することで、長汐らの実験で観測されているギャップ内状態の理解を目指す。また昨年度までは原子層物質が真空中に置かれたモデルに基づく解析を行ってきたが、実際のデバイスでは原子層物質は基盤と接している。この基盤の存在は単に誘電率を変えるだけではなく、誘電特性の複雑な振る舞いを誘起する可能性がある。具体的には、SrRuO3-SrTiO3界面での誘電率低下(dead layer効果)やBaTiO3層の負の誘電率、スピン偏極した電子の誘起などが、原子層デバイスにおいても発現する可能性がある。このことを念頭に、原子層-基盤系におけるキャパシタンスの振る舞いを電界印加密度汎関数法により解析する。まずは日顕流電極上での二層グラフェンのキャパシタンスが、free standing modelと比べてどのように変化するかを確認し、これまで知られていない新規な誘電特性が発現する可能性についても留意しつつ解析を進める。またグラフェン以外にも、ポストグラフェン材料として期待されているゲルマネンなどにも着目し、基盤上での安定性の議論や、各種基盤上でのキャパシタンスの評価をグラフェン同様に行う。これらの結果を総合的に受け、原子層デバイスの動作特性の最適化に向けた設計指針の導出を目指す。
カンボジアにおける貧困層向け小口健康保険制度の実証分析

主要な研究成果は、以下のとおりである。小口保険プログラムへの参加決定因と、参加が家計員の健康におよぼす影響について、OLSとプロビットの連立方程式モデルを用い分析した。その結果、小口保険への加入は家計員の健康に影響をおよぼすとは言えない一方、家計員の健康状態が悪いほど小口保険に参加する確率が高いことが明らかとなった。また、個人の選好が保険購入におよぼす影響について、危険回避的であるほどSKYプログラムに積極的に参加する傾向がある一方、時間選好については、有意な影響が認められないという分析結果が得られた。本年度は,前年度の試行的調査の結果を踏まえ,まず,標本家計の規模を拡大し,前年度と同様の調査を実施した.具体的には,小口保険プログラムへの参加決定因,参加の健康への効果,インフォーマル保険制度への影響を分析するため,平成24年,9月,10月に,タケオ州12農村,450世帯の家計調査を実施し,所得,資産,就業状況,家族構成、土地所有,家計員の健康状態,SKYプログラムへの参加状況,家計員のリスク選好,時間選好等についての情報を収集した.さらに,平成25年2月,3月には,平成24年に調査を行った家計を家計を対象に,SKYプログラムへの参加がインフォーマル保険制度におよぼす影響について分析するため,マイクロ・インシュランス・ゲームへの参加を依頼し,これを実施した.以上の現地調査で収集した情報を,現在,コンピューター入力しているところである.また,前年度の調査で収集した農村世帯の家計特性と家計員の健康状態,リスク選好,時間選好,SKYプログラムへの参加状況に関するデータ,情報を用いて,小口保険プログラムへの参加決定因と参加が家計員の健康におよぼす影響について,OLSとプロビットの連立方程式モデルを用いて,計量経済学的な分析を行い,その結果を,国際開発学会,地域農林経済学会等で報告した.主な分析結果は,小口保険の購入は家計員の健康状態に影響をおよぼさない一方,家計員の健康状態は小口保険の購入行動に影響を与えているというものであった.最終年度は、過去2年間で収集した資料の入力、および、分析する作業を行った。当初、予定していた、ランダム化フィールド実験が、予算の不足で困難となったため、平成23年度に小口保険プログラムが導入されている村4ヵ村の調査を実施し、このデータを用いて、小口保険加入を阻害する要因、および、保険加入が健康におよぼす影響に関して計量分析を行った。その成果は、平成24年度の国際開発学会で報告したが、この段階では、まだ、予備的な調査研究の域を出なかった。その後、平成24年には、さらに村の数を12か村に増やし、標本世帯を対象に家計調査を実施すると同時に、形成フィールド実験の手法を用いた小口保険ゲームに参加してもらい、保険加入の決定因とインフォーマル保険制度との関係、保険制度の導入がインフォーマル保険制度におよぼす影響について分析するためのデータを収集した。平成25年度は、小口保険加入の決定因を分析するために、平成24年度に収集した12か村の資料を用いて、家計特性、医療機関の質、小口保険制度についての評判、社会的ネットワークなどを説明変数とし、質的選択法を用いた計量分析を行うと同時に、小口保険ゲームで得たデータを用いて、インフォーマルな保険制度の存在と小口保険制度加入率との相互連関について、計量経済学的な手法を用い検証する作業を行っている。これらの分析作業の結果にもとづき、英文のディスカッション・ペーパーを作成し、国際開発学会、日本経済学会において報告し、そこでのコメントを参考に修正したうえで、国際的な学術誌に投稿する予定である。本年度は、タケオ州において小口保険SKYプログラムを実施しているNGOより、参加している世帯についての情報を提供してもらい、4ヵ村において、プログラム参加家計と非参加家計の数がほぼ同等となるよう157世帯の標本家計を抽出し、所得、資産、就業状況、家族構成、土地保有などの家計特性、家計員の健康状態、インフォーマルな保険制度の実態、SKYプログラムへの参加状況について、聞き取り調査を行った。また、分析に必要な家計員の危険回避性向、および、時間選好の数量指標を求めるため、標本家計を対象に、リスク・ゲーム、および、時間選好ゲームも同時に実施した。このようにして収集したデータ、情報をもとに、標本世帯のSKYプログラムへの参加決定要因に関して、Probit分析、および、危険回避性向と時間選好が内生変数である可能性を考慮したIV Probitの手法を援用し、計量経済学的分析を行った。その結果、Probit分析では、危険回避的であるほどSKYプログラムに積極的に参加する傾向がある一方、時間選好については、有意な影響が認められないという分析結果が得られたが、IV Probitでは、危険回避的であるほど、また、近視眼的であるほど、参加を躊躇する傾向があるという、全く異なる分析結果が得られた。

後者の分析は、操作変数の適性に問題があるため、暫定的な結果であるものの、個人の選好が保険購入に影響している可能性を示唆するユニークな分析結果であり、今後、より適切な操作変数を探し出すことが当面の課題となっている。平成25年,2月,3月の調査に,平成25年度予算を繰り上げて使用し,計画していた調査は,ほぼ,終了したので,平成25年度は,データのコンピュータ入力作業と分析が残るだけとなっているため.2011年度は、カンボジアで農村調査を実施し、標本数を除き、概ね、計画通りの調査研究を実施することができ、興味深い分析結果を得ることができた。聞き取り調査世帯数については、時間と予算の制約があり、予定の半数しかできなかった。計量経済学的分析を行うに当たっては、一般に、標本数が多い方が、望ましので、この点が、2011年度の目標達成度が100%でない理由である。今後は,今までに収集したデータ,情報を整理し,分析したうえで,学会等で報告する.また,学会報告等で得られたコメントを参考に,論文を修正し,学会誌に投稿する.2012年度は、2011年度の繰越金を加えて、標本数を300世帯に増やし、前年度同様、同じ地域で、SKYプログラム参加の決定要因についての調査研究を継続する予定である。また、本研究プロジェクト終了後は、研究成果を踏まえ、小口健康保険プログラムへの参加を促進するため、購入者の需要が高まるような保険プログラムの内容についての分析を、環境評価などで用いられている選択型コンジョイント分析の手法を援用し行う予定である。この分析にあたっては、多様な保険プログラムのメニューを提示し、潜在的保険加入者に選択させる。該当なし.上述したように、2012年度は、標本数を増やして、前年度と同様の農村世帯の調査を実施する。実施にあたっては、カンボジア人調査助手6名、京都大学の大学院生1名を雇用し、調査の補助作業を依頼する。また、調査結果は、日本に持ち帰り、大学院生を雇用してコンピュータ入力作業を行う。この研究調査費用の主なものは、研究代表者・研究分担者の渡航費(70万円程度)、研究補助者への謝金(66万円程度)、現地車借り上げ料(20万円程度)で、研究2011年度の繰越金と2012年度の配分金を合計した156万円程度の予算で賄えると予想している。
通信を最小化した代数的マルチグリッド法

最終年度に実施した研究活動は,主に,これまで研究してきた内容の成果発表と近年注目されている時間積分並列化手法について研究を進めた.成果発表については,代数的多重格子法における粗いレベルでの並列度集約手法について(iWAPT2018)や、対称疎行列ベクトル積をタスク並列化で高速化する手法(HPCAsia2019),RDMAによる隣接通信の高速化について(情報処理学会全国大会)などがある.さらに時間積分並列化については,マルチグリッド法をベースにしているMGRITに注目し,周期的な質点運動に対するMGRITの有効性分析(第162回HPC研究会)を行い,さらに線形の時間積分問題にMGRIT前処理付クリロフ部分空間法提案し発表した(SC 2018 Poster, SIAMPP 2018, Copper Mountain Conference on Multigrid methods 2019).今後,代数的マルチグリッド法とこの時間積分並列化手法を組み合わせることで,超大規模並列環境向け時空間並列のソルバが実現可能であり,単純な問題での評価をする段階に進めて行きたい.研究期間全体を通じての主な成果としては,主に領域分割による隣接通信の情報からプロセス間の隣接グラフを作成し,それを元に粗いレベルでの並列度集約する手法を示し,実現した.高並列時には粗いレベルの通信が問題になるが,この並列度を集約手法により,ストロングスケーリング性能を大きく改善できるようになった.また,二アカーネルベクトルの情報を利用することで,複雑な問題にも収束性を向上させることができるが,本研究ではレベルごとに自由に二アカーネルベクトルの本数を増やせる独自の手法についても提案を行い,査読付国際会議等で発表を行っている.粗格子集約と複数のニアカーネルベクトルを設定できるライブラリは世界的にも少なく,概ね当初目標としてきたことは達成できた.本研究の目標はSA-AMG法の通信を最小化し,超高並列な環境でも性能を発揮できるソルバの実装手法を明らかにすることである.今年度は通信を最小化させる手法の一つである,粗格子集約手法をプロトタイプ実装し,さらに領域集約とレベル間演算子の通信を分離させて隣接通信を減らす研究も進めた.プロトタイプ実装ではスカラ問題とベクトル問題のどちらにも適用でき,広い範囲の問題に適用できる.今後,様々なベクトル問題に対しても通信削減効果の検証を進めていく.また,粗格子集約により新しいパラメタがSA-AMG法に追加されるが,これらのパラメタ全体の組み合わせを変化させたときの性能の挙動も調べ,適切なコストでパラメタ設定を最適化する技術が重要であることを確認した.SA-AMG法とは別の解法になるが,超高並列環境を見据えた手法であるCBCG法,MGRITについても研究を行った.CBCG法については,通信回数の最小化を提案し,京と東大のFX10上でCBCG法の性能評価を行い,有効性を分析した.MGRIT法についてはMG法を使って時間積分を並列化する手法で,小さな問題でも時間方向に並列性を抽出でき,大規模な計算環境を使える技術として注目されている.本研究ではまずは,バーガーズ方程式など,簡単な時間積分の問題を設定し,MGRIT法の有効性について検証を行った.当初の予定どおり初年度の終わりには主な部分である領域集約とレベル間通信を最適化を行ったプロトタイプ実装は用意でき,順調に進展している.また本研究はSA-AMG法を中心に進めてきたが,超高並列環境の有効活用という観点で同じように重要な技術であるCBCG法やMGRIT法に関連する研究も行うことができた.これらの技術は前処理として,もしくはアプリケーションとしてAMG法と組み合わせ可能なものである.本研究課題では,代数的多重格子法の通信を最小化するため,粗い問題行列を粗格子集約手法により,並列度を効率よく落とし,スケーリング性能を改善することを目指している.またそれのプロトタイプ実装を行い,有効性を示すとともに,実際に利用可能なライブラリの研究開発も目標としていた.昨年度までに,この粗格子集約手法の実装を終え,さらにこれまでは収束しにくい成分を一つしか指定できなかったものを,任意本数指定ができる実装に拡張を行った.それを受け,今年度は実際に条件数の悪い問題を対象に,収束しにくい成分を複数本事前に指定することでどの程度収束性の改善が可能か,またどのように収束しにくい成分を抽出すれば収束性の観点で適切か調べ,研究発表を行なった.この収束しにくい成分を複数本指定する解法は多くの難しい問題に対し有効となる可能性があり,ライブラリの可用性をあげるためには重要なテーマとなっている.また通信の最小化については,スーパーコンピューターFX10で利用可能なRDMA通信ライブラリを利用し,疎行列ベクトル積の隣接通信の時間を最小化する研究を行った.これら以外にも,代数的多重格子法の適用先の一つとして複素数電磁場解析の問題に適用しその有効性を評価した研究や,多重格子法の時間積分へ適用し並列化する手法についても研究を進めることができた.次年度は,本課題で研究開発している粗格子集約手法の通信最小化効果や,スケーラビリティの観点での評価,研究を中心的に行うとともに,多重格子法,通信に関連する上記のテーマも研究を進めていきたい.収束しにくい成分を複数本指定する本研究課題の実装を使い,収束しにくい成分の与え方を研究し,この実装の有効性を評価した.これにより,収束しにくい成分を複数本指定する解法の有効性を示すことができた.この実装も含めて,粗格子集約手法の有効性の評価を次年度に行うことで,課題全体として適切にまとまる予定である.平成29年度には以下の研究を実施した.

第一に,通信を最小化させるため,RDMA通信を直接利用することで,片側通信でかつ集団通信のない隣接通信を実現し,疎行列ソルバに組み込む研究を行った.今年度は代数的多重格子法の内部に組み込むことまでできたが、予想された性能改善効果よりも低い効果にとどまっていた.性能評価,分析を進め,今後検討を進める.第二に,時間方向並列化への多重格子法の適用を進めた.はじめに周期的な解を持つような問題に対し,時間方向並列化を行ったときの収束性を分析した.これによりMGRITによる時間方向並列化では,粗いレベルの時間ステップ幅と解の周期の大きさが収束性に大きく影響を与えていることが数値実験的に明らかになった.次に,時間方向の並列化だけでなく空間方向も並列化したときに,並列度の割り当てを時間方向と空間方向にどのように割り当てると性能が最大化されるか,研究を行った.時間方向は空間方向と同等か、それ以上に並列化の効果があり,時間方向と空間方向の自由度が同程度のサイズの場合、時間方向に並列度を多めに割り当てた方が全体の性能が改善することが分かった.第三に,これまで進めてきた代数的多重格子法の領域集約に基づく手法の実験データをまとめ,論文の投稿を行った。今後はこれらの研究を統合することで,研究発表を行うことを中心にすすめていく.成果の発表までまとめられていないものもあるため,1年延長を行った.平成29年度中に結果の高度化とともに,成果発表までまとめていきたい.最終年度に実施した研究活動は,主に,これまで研究してきた内容の成果発表と近年注目されている時間積分並列化手法について研究を進めた.成果発表については,代数的多重格子法における粗いレベルでの並列度集約手法について(iWAPT2018)や、対称疎行列ベクトル積をタスク並列化で高速化する手法(HPCAsia2019),RDMAによる隣接通信の高速化について(情報処理学会全国大会)などがある.さらに時間積分並列化については,マルチグリッド法をベースにしているMGRITに注目し,周期的な質点運動に対するMGRITの有効性分析(第162回HPC研究会)を行い,さらに線形の時間積分問題にMGRIT前処理付クリロフ部分空間法提案し発表した(SC 2018 Poster, SIAMPP 2018, Copper Mountain Conference on Multigrid methods 2019).今後,代数的マルチグリッド法とこの時間積分並列化手法を組み合わせることで,超大規模並列環境向け時空間並列のソルバが実現可能であり,単純な問題での評価をする段階に進めて行きたい.研究期間全体を通じての主な成果としては,主に領域分割による隣接通信の情報からプロセス間の隣接グラフを作成し,それを元に粗いレベルでの並列度集約する手法を示し,実現した.高並列時には粗いレベルの通信が問題になるが,この並列度を集約手法により,ストロングスケーリング性能を大きく改善できるようになった.
生体分子機能修飾電極をプローブとしたチトクロムCの電子移動反応の基礎的研究

本研究では、報告者が開発したチトクロムCの速い電子移動が可能な高機能修飾電極を用いて、チトクロムCおよび関連蛋白質の生化学的および生物電気化学的性質を解明するとともに、当該生体分子機能電極と蛋白質との相互作用を分光学的手法を用いて分子レベルで解明することを目的とした。得られた成果の概要は下記の通りである。1生体分子機能修飾電極を用いたチトクロムCの電子移動反応:筆者が開発した6-メルカプトプリン修飾金電極は、pH2.5程度の酸性溶液中まで機能し、チトクロムCと電極との電子移動反応を測定することができる。この電極を用いて、チトクロムCが本来の中性型構造から酸性型構造に変化する途中に、pH43付近に中間型が存在することを電気化学的に検出した。これは、平衡電位の変化および、平衡電位の温度依存性によって特徴付けられる。分光学的手法を組み合わせた測定などから、この中間体はヘム鉄にメチオニン80のイオウ原子が配位しているが、この配位の程度が蛋白質の構造変化に伴って変わったものであることが示唆された。この構造変化は弱アルカリ性溶液中でのそれと類似しており、共存アニオンの効果や、平衡電位の温度依存性に共通の性質が認められた。2チトクロムCの速い電子移動を可能にする電極表面吸着種の中で、セミカルバゾールおよびシステイン系化合物の吸着状態をSERS法等の分光学的手法で精査し、イオウ原子の重要性及びチトクロムCとの相互作用の一部を解明した。詳細は現在なお検討中である。3機能性修飾電極を用いて、チトクロムCとチトクロムオキシダーゼの蛋白質分子間相互作用を電気化学的に精査し、P-L-リジンの反応抑制機能、酵素反応に及ぼすpH及び温度などの影響を解明するとともに、電気化学的に呼吸鎖末端モデルを形成できた。
変形を考慮した塑性土圧計算法の開晴に関する研究

擁壁などの土留め構造物に作用する土圧が、構造物や裏込めの変形の影響を大きく受けることが知られている。ク-ロン式やランキン式を用いた従来の計算法では、破壊時の変形を考慮できなため、土留め構造物の変形や剛性に応じた土圧の評価が困難である。例えば、ブロック積み擁壁のような変形しやすい土留め構造物に対する土圧については不明な点が多い。一方、有限要素法に代表される応力変形解析では、すべりを伴う全体的な破壊状態の表現が困難であり、極限設計に応用しにくい。このような、極限設計と応力形解析の間のギャップのために、変形に依存する塑性土圧の評価が困難であった。本研究では、極限設計と有限要素法を組み合わせた新しい塑性土圧の設計の計算法を開発し、室内模型実験により、その妥当性を検証することを目標とした。まず、モ-ルク-ロン則(裏込め)、ク-ロン則(壁摩擦)、非関連流れ則、弾完全塑性応力ーひずみ関係を仮定した土圧問題に対して有限要素法における初期応力法を適用し、擁壁と裏込みの最終状態のみを扱うために、隆状応力が塑性仕事を最小にするように決まるとする仮定を用いた。これらの仮定に基づき、擁壁や裏込めの変形を考慮したうえで明確な破壊形式を与える主働土圧の計算手法を開発した。明確な破壊形式を得ることは、ク-ロン式などとの比較のために重要な利点である。この手法の開発を通じて、土圧問題の特質やク-ロン式の意味など多くの重要な知見を得た。また、勾配や形状を変えたブロック積み擁壁に対する多数の室内模型実験を行い、従来は不明確であったブロック積み擁壁に作用する土圧について貴重な結果を得た。時間的制約により、本研究で開発した主働土圧の計算手法を、室内模型実験の結果に適用する段階までは到っていないが、この作業は継続して行い、とりあえず、主働土圧の新しい計算手法のみを公表する予定である。
造影剤を用いた関節軟骨超音波評価法の開発

これまで我々は超音波を用いた関節軟骨定量評価システムを開発してきた。しかしながら、このシステムでは、軟骨表層の変性をとらえることができても、関節軟骨全層を評価することはできなかった。そこで我々は関節軟骨超音波評価システムにおいて超音波造影剤が有効に作用するかどうか調査した。関節軟骨試料からの超音波反射波はAモードエコーとして表示される。このAモードエコーのピークピーク値を評価の指標とした。軟骨試料を造影剤に浸透後、生理食塩水中で超音波計測を行った。超音波造影剤によって最大ピークピーク値は5.39.8倍に増強された。また、超音波造影剤は、生理食塩水に浸透後2分で最大となり、その後徐々に低下していく造影動態を示した。我々の研究は関節軟骨の超音波評価に造影剤を用いることで、関節軟骨の生体力学的な特性を予測できることを示した。これまで関節軟骨を定量的に評価することは困難であった。整形外科領域では、関節鏡による軟骨表面の観察や、probe hookを押し当てることでの軟骨のかたさ判定、あるいは病理組織生検といった侵襲的方法による評価しかなかった。我々はこれまで超音波を用いた関節軟骨定量評価法を研究・開発してきた。In vitro studyでウェーブレット変換を用いた超音波反射波解析を行い、超音波を用いた関節軟骨の定量化に成功した。さらに、単一の超音波素子を搭載した超音波プローブを作製し、ヒト生体関節軟骨を評価できることを確認した。これまでの研究助成により、測定機器の改良に努め、操作性が容易な機器となった。しかし、超音波は大部分関節表面(関節軟骨と検査に使用する生理食塩水との境界)で反射されるため、関節軟骨の表層の状態のみを定量評価できるにすぎず、関節軟骨深層評価を行うことができない。そこで、それらの問題を解決すべく、超音波用造影剤を活用した関節軟骨定量評価が可能かどうか検証する実験を計画した。実験のために使用を計画した医療用造影剤のうち、ペルフルブタンは購入できたが、ガラクトースパルミチン酸混合物は入手できなかった(市場への供給不足により、病院施設へ優先的に供給されたため)。それなので、ペルフルブタンのみで実験を開始した。すでに作製されている機器での計測を開始したが、造影剤の周囲への遊離・拡散が予想していたよりも早く、アーチファクトが著しくなり、データ取得ができなかった。そのため、灌流法により遊離造影剤を排出させて測定する方法へ変更を計画した。試料の超音波計測を行う実験槽に生理食塩水で灌流出来る装置を作製した。その装置を用いた実験を開始し、現在データを取得中である。これまで実験を行なってきた装置で、超音波造影剤の関節軟骨への造影効果の検証を試みたが、関節軟骨試料から遊離した造影剤が測定のアーチファクトとなって、計測不可能であった。そのため、試行錯誤のすえ、軟骨試料を入れる水槽に灌流装置を組み込むという改良を行い計測可能かどうか検証した。測定機器の改良で超音波反射波データ取得が可能となったため、平成24年度は造影効果の検討を研究計画書に沿って進めた。1超音波造影剤の関節軟骨への増強効果について:軟骨試料を造影剤ペルフルブタンに浸透させることで、超音波反射波信号は5.39.8倍(平均7.5倍)の増強効果が得られた。2造影剤の最適な浸透時間と浸透度について:造影剤への軟骨試料への浸透時間条件を振って検討した。直径6mm厚さ1.5mmの軟骨試料の場合、10分以上浸透時間を延長しても、結果にそれ程の違いはなく、約10分間の浸透時間で十分な造影効果を得ることを確認した。3造影剤の軟骨試料からの遊離動態について:軟骨試料を10分間造影剤に浸けた後、灌流装置付きの水槽に試料を設置し、超音波計測を経時的に行ったところ、最初の約2分で軟骨表面の超音波反射波(ピークピーク値)は最大となり、その後約20分かけて急減し、以降約40分間程度漸減するという造影剤の遊離動態の結果を得た。この造影剤の遊離動態は関節軟骨の水の移動を反映していると考えられ、関節軟骨の状態を評価するための一指標となると考える。超音波造影剤ペルフルブタンの関節軟骨への造影効果・浸透特性や関節軟骨からの遊離特性を明らかにできたため、次に臨床を模擬して、豚膝関節腔内に造影剤を注入し、超音波プローブを関節腔内に入れて関節軟骨の超音波特性の計測を行った。

しかし灌流がうまく行かず、計測精度が著しく低下した。生体でも同様に計測に適した新しい灌流システムの開発が必要であると考え、研究を継続している。研究のために使用を計画した造影剤(医療用製品)が、市場から不足してしまったために、臨床病院への支給が最優先で、研究目的のための購入が長期間できなかったため。また、過去の研究で使用していた測定用の機器をそのまま使って測定しようとしたが、造影剤の周囲への遊離・拡散が予想していたよりも早く、アーチファクトが著しくなり、データ取得ができなかったため。測定用機材の改良と新たな作製をおこなったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。23年度末の時点で、ようやく測定機材の改良が終了したため、24年度になって新たに計測を開始した。実験のために使用を計画した医療用造影剤のうち、ペルフルブタンについては、購入することができたが、ガラクトースパルミチン酸混合物の入手は24年4月現在も困難である。そのため、2剤を比較検討する実験については、市場における入手状況によって、できないことがある。測定機材の改良も終了し、ペルフルブタンを用いた実験では、基礎的データを収集している状況である。現行で研究を推進していく予定である。
伝熱面との間にスリットをもつ表面凸起による回転円柱の熱伝達促進

回転体に凸起を設ける方法は、比較的小さな凸起でも、回転が速くなるほど、回転体近傍の流れに容易にじょう乱を与えることができ、熱伝達の向上が得られる。ここで凸起の高さは高いほどまた、回転レイノルズ数が大きくなるほど熱伝達の向上におよぼす効果は大きくなる。ところが、回転円柱を回転するためのエネルギを考慮するとき、凸起は小さいほうが望ましく、また、局所熱伝達率分布を見ると、凸起のすぐ後方で熱伝達の悪くなるところがある。そこで回転円柱表面と凸起との間にスリットを設け、スリットを通して凸起後方にも流れをつくると、エネルギ損失を減じながら熱伝達の向上が期待できる。本研究では、大気中で回転する水平円柱の表面にスリットを有する3種の高さの凸起を設け、さらに、それぞれの場合にスリット高さを変化させ、マッハツェンダ干渉計を用いて瞬間写真の撮影を行い、局所熱伝達率を解析し、それに考察を加え、また、流動の様相の観察、凸起のためのエネルギ損失割合と熱伝達率の増加の割合にも考察を加え、以下の結果を得た。(1)スリットを付けたことにより、凸起の高さが高いほど凸起の位置での局所熱伝達率は飛躍的に増大する。(2)自然対流の影響がある程度無視できる範囲(Re=900以上)で凸起の高さが本研究で定義した温度境界層換算厚さ【δ_1】の約2倍以上では、(【δ_1】は速度境界層では排除厚さに相等)【δ_1】とスリット高さとがほぼ等しい場合に熱伝達が最も良くなる。(3)本研究で採用したエネルギ評価法(加速度の比較)によれば、凸起の高さは小さく、回転レイタルズ数が低いほうが効率よく熱伝達の促進がはかれるスリット高さが存在する。