共同利用・共同研究

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第１項 当該年度における実施状況

●共同利用・共同研究課題数の推移

共同利用・共同研究における4つの枠組みの件数と、参加した共同研究者数の延べ人数の推移。

上記、4つの枠組みに加え、平成29年度からは若手研究者のキャリアパスの一環として「若手キャリア アップ支援研究」を新規に設定し実施しており、平成29年度は核融合分野で1件採択した。

※ベース資料：応用力学研究所拠点事務室

●研究集会件数推移

共同利用・共同研究を通して、応用力学研究所で開催される研究集会における講演数と、参加者数の推 移。

※ベース資料：応用力学研究所拠点事務室

2012年度 2013年度 2014年度 2015年度 2016年度 2017年度

国際化推進 9 7 17 16 20 22

研究集会 12 10 9 11 11 13

一般研究 73 68 68 93 98 98

特定研究 36 33 39 32 28 26

共同研究者数 564 594 563 611 749 749

0 100 200 300 400 500 600 700 800

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

共 同 研 究 者 の べ 数 件

数

特定研究 一般研究 研究集会 国際化推進 共同研究者数

2012年度 2013年度 2014年度 2015年度 2016年度 2017年度

研究集会件数 11 10 9 11 11 13

講演数 157 132 216 137 149 172 参加者数 367 362 405 359 416 542

0 100 200 300 400 500 600

0 2 4 6 8 10 12 14

講 演 数

・ 参 加 者 数 研

究 集 会 件 数

研究集会件数 講演数 参加者数

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●成果報告業績推移

毎年発行される、共同利用・共同研究成果報告書に記載される、研究課題に関する当該年度内の論文数と 講演数の推移。

※ベース資料：応用力学研究所拠点事務室

2012年度 2013年度 2014年度 2015年度 2016年度 2017年度

論文数 38 38 48 50 110 113

講演数 263 214 299 202 246 150

0 50 100 150 200 250 300 350

0 20 40 60 80 100 120

講 演 数 論

文 数

論文数 講演数

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第２項 共同利用・共同研究課題の概要

主な研究課題の概要を示す。

課題名 2016 年度 概要

海洋環境モニタリングの ためのグライダー型海中 ロボットの研究開発

海洋生態系のモニタリングを行うための群知能海中ロボットの自律制御 システムを開発し確立する。

化学輸送モデルを用いた 越境汚染に伴う大気から 海洋への汚染質と黄砂の 沈着過程の研究

アジア域の化学物質輸送モデルについての開発・改良・応用の研究に加 え、さらに黄砂などの鉱物粒子とガス態硝酸から生成する粗大硝酸エアロ ゾルにも着眼する。

レーザー光波面の乱れを 利用したプラズマの乱流 計測手法とデータ処理方 法の開発

レーザーを用いた新しいリモートセンシング技術を開発し、そのビッグ データから物理情報を抽出する手法を開発する。

プラズマに対向した堆積 層の動的水素リテンショ ンに関する研究

QUESTの運転によって不純物が堆積したステンレス鋼やタングステン

を試料とし、小型のプラズマ装置と加速器分析をくみあわせたその場観察 法で再結合定数などの速度定数を求めることを目的とする。

複数の円筒形OWC型波 力発電装置を有するマル チカラム型波力発電装置 の性能評価に関する研究

波力発電の早期実用化を目指して、新型の波力発電浮体システムの研究 を開発し、多数のOWC（振動水柱）による円筒型発電カラム（OWCカラ ムと呼ぶ）と浮力用カラム（浮力を受け持つカラム）が、広いデッキ構造 下に配置されたマルチカラム式波力発電浮体システムを研究する。

Growth and

characterization of bulk HVPE-GaN"Pathway to highly conductive and semi-insulating GaN substrates"

Development of GaN-based optoelectronic and electronic devices is closely linked to ongoing work devoted to crystallizing bulk GaN. Hydride vapor phase epitaxy (HVPE) is the most popular method for obtaining commercial-grade substrates.

Joint study of long pulse high beta discharges and related egde turbulence transport in steady state operation (SSO) plasmas on QUEST and EAST

2016年10月にQUESTを訪問し、花田教授及び九州大学の学生と共

に、QUEST実験の解析、及びQUESTとEASTにおける定常運転に関する 議論などを行った。EASTでの高ベータ長パルスのための議題における最 近の研究成果をQUESTのメンバーに報告した。EASTで定常維持を阻害 する要因について検証を行い、QUESTとの違いについて議論した。この テーマで共著論文がNuclear Fusion誌に投稿され、掲載された。

Plasma Start-up Using CHI on QUEST

2016年にQUESTで初めて同軸ヘリシティ入射（CHI)の実験が実施され

た。電源、電極、ガス入射システムすべてが予定通りに運転され、最大で 29ｋAのトロイダル電流が観測された。また、プラズマ着火の様子が高速 カメラの映像で観測された。ECHの入射により再現性良くプラズマ点火 が起こることが分かった。次年度はCHIによるSTプラズマ形成に向けた ポロイダル磁場の設定を行い、STプラズマを形成することを目的とす る。また、このCHIプラズマに28GHｚのECHを入射してプラズマ加熱 が起こるかどうかを確認する。

Model inter-comparison study of long-range chemical transport model to have a better

understanding of PM2.5 issue over East Asia

中国華北平原から北京にかけて観測される高濃度のPM2.5汚染とその越 境影響について、野外観測結果の解析と複数の化学輸送モデルを用いた相 互比較実験の取りまとめを進めた。今回は、特に、2015年3月末から4 月初めに北京市内で観測された黄砂と大気汚染粒子の混合状態の観測と、

同期間を対象としたモデル解析結果の論文化を最優先に進めた。

Study of dislocation generation in silicon ribbons: comparison between 2D and 3D crystal growth dynamics

新規シリコン溶融法を用いて、太陽電池用のシート結晶を作成した。こ の結晶をX線回析法により、結晶欠陥の評価を行った。その結果、転位が 導入されており、今後共同研究で、無転位化に向けた結晶成長条件等の探 索を行い、無転位シリコン結晶シートの作成を行う。

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課題名 2017 年度 概要

衛星搭載ドップラー風ラ イダーによって観測され た風・エアロゾルに関す る研究

欧州宇宙機関によって2018年度下半期に打上げが予定されている衛星 搭載ドップラー風ライダーAeolusによって観測されたデータと地上設置型 観測機器によって観測されたデータとの比較方法検討を実施するために、

情報通信研究機構で開発されたコヒーレントドップラー風ライダーによる 風観測データ構築を目的として、風観測アルゴリズムの開発、および、背 景場と下降粒子の速度の抽出アルゴリズム開発を実施した。具体的には、

（1）風速・風向の高度分布が得られるアルゴリズム開発を行った、（2）

下降粒子を伴う大気場において、背景場の風速と下降粒子の速度を分離す る手法のアルゴリズム開発を行った。

波浪境界層中間ＬＥＳモ デルの開発にむけた基礎 データ取得のための風洞 水槽実験

水深10mから海上100mまでの領域（波浪境界層）の素過程（波動力 学・乱流混合・物質輸送・大気海洋間フラックス）の考察を発展させるに は、1つのLES数値モデルで気側と水側の流体運動を連続的に再現し、統 合解析する事が重要である。しかし、従来の土木・機械工学分野のLES では時空間スケールが小さすぎる。また従来の大気・海洋分野のLESで は水面波の位相変化を陽に解く事ができないという問題がある。そこで本 研究では、鉛直ストレッチ格子と水平1m程度の格子を使って、グリッド スケールの水面波は位相変化も含めて陽に解き、サブグリッドスケールの 水面波は従来型のエネルギースペクトルモデルを使って統計的に解くとい う「波浪境界層についての新しい中間スケール解法」を開拓する事を目指 している。

イメージング計測を用い たプラズマ乱流のメゾス ケール構造の解析手法の 開発

プラズマの揺動の情報を含んだ可視光の放射イメージの解析からプラズ マの揺動の性質を調べるのが本共同研究の目的であり、PANTA装置のプ ラズマからの可視光の放射を高速度カメラで計測したデータを解析対象と した。画像解析によって、内外の回転の位相差と、モードの振幅との関係 を定量的に調べることができた。シアーの影響はそれほど大きくないが、

m=2の内外での回転速度の差と全体の揺動の振幅には弱い相関があること が分かった。

不純物イオン発光線の高 波長分解分光による

QUEST周辺プラズマの

トロイダル流れ計測

最外殻磁気面近傍からスクレイプオフ層に至るトカマク周辺部のイオン の流れは、プラズマ不安定性の抑制、ブロッブ輸送、ダイバータでの中性 粒子圧縮等の事象の制御因子であることが明らかになっている。このため イオン流れの空間分布診断にもとづく流れの駆動および散逸機構の解明に 向けた研究が進められている。

このような状況の中で、本研究では高波長分解の可視分光を用いて

QUEST周辺部における不純物イオン発光線のドップラーシフトを計測

し、イオンのトロイダル速度を推定することを試みている。本研究では2 種類の不純物イオンC2+、O+の温度およびトロイダル速度を計測し、両 者の比較から水素、不純物イオン間での速度分布の緩和を検証した。

レーザドップラ流速計を 用いた風車翼近傍流れの 計測

風車スケールモデルを風洞内に設置し、レーザドップラ流速計を用いて 風車周囲の三次元速度分布の測定を行った。商用風車の運転状態を想定 し、定格風速以下の最適ピッチ角での運転、および定格風速以上のフェザ リング状態での運転を再開した。これらの運転条件のもとに水平軸風車回 転翼の翼端周りおよび風車周囲の速度計測を行い、翼に発生する揚力や翼 端渦を解明した。

円筒形OWC型波力発電 装置のエネルギー変換性 能評価におけるスケール イフェクトに関する研究

波力発電の実用化に向けて、仕組みが単純で広範な普及に有利である発 電用振動水柱(以下：OWC)カラムを有するマルチカラム型発電浮体に関し て、大型化による空気の圧縮性の影響を考慮した数値解析プログラムを作 成し、OWC模型（内径0.20m、0.50cm）の水槽試験で検証した。さら に、このサイズでは、空気の圧縮性の影響は無視できるのに対して、実機

サイズのOWC(内径6.00m)では、空気の圧縮性が大きく影響し、周波数応