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論文

Soft, skin-interfaced microfluidic systems with wireless, battery-free electronics for digital, real-time tracking of sweat loss and electrolyte composition

Kim, S. B.*; Lee, K.-H.*; Raj, M. S.*; Reeder, J. T.*; Koo, J.*; Hourlier-Fargette, A.*; Bandodkar, A. J.*; Won, S. M.*; 関根 由莉奈; Choi, J.*; et al.

Small, 14(45), p.1802876_1 - 1802876_9, 2018/11

エクリン腺からの汗の排泄は、身体の位置,活動レベル,環境要因および健康状態によって変化する動的な生理学的プロセスである。発汗量と化学物質に組み込まれた情報内容は、健康状態と運動能力を評価するために利用することができる。本論文では、薄型で小型化されたスキンインターフェイスのマイクロ流体システムを提案する。本技術は、汗の伝導率および速度を測定するための、再利用可能なバッテリーフリーの近距離通信機能(NFC)を備える。具体的には、NFCプロトコルを活用できる回路への測定インターフェイスとして、マイクロ流路に設計かつ集積された超薄型電極の開発に成功した。開発した複合的なマイクロ流路および電子デバイスシステムを用いて実際の汗を用いて実験を行なったところ、スマートフォン等で汗の速度や電解質の濃度をリアルタイムで測定することに成功した。

論文

Characteristics of global energy confinement in KSTAR L- and H-mode plasmas

Kim, H.-S.*; Jeon, Y. M.*; Na, Y.-S.*; Ghim, Y.-C.*; Ahn, J.-W.*; Yoon, S. W.*; Bak, J. G.*; Bae, Y. S.*; Kim, J. S.*; Joung, M.*; et al.

Nuclear Fusion, 54(8), p.083012_1 - 083012_11, 2014/08

 被引用回数:2 パーセンタイル:83(Physics, Fluids & Plasmas)

KSTARのLモードおよびHモードプラズマにおいてエネルギー閉じ込め特性を定量的に評価し、多変数回帰解析を行い多装置スケーリング則と比較した。解析したKSTARプラズマのエネルギー閉じ込め時間はLモードで0.04-0.16秒、Hモードで0.06-0.19秒の範囲にある。多変数回帰解析によると、閉じ込め時間は多装置スケーリング則と比較して損失パワーに関しては同程度の、プラズマ電流に関してはわずかに強い依存性が見られた。一方で、非円形度に関しては多装置スケーリング則が正の冪乗依存性を示すのに対してKSTARでは負の冪乗依存性を示した(Lモードで-0.68乗、Hモードで-0.76乗)。KSTARでは非円形度の増加と共にダイバータ足位置が移動するため、不純物の混入量が増加して閉じ込めを劣化させているなどの原因が考えられる。

論文

大気擾乱が日本海低次生態系に与える影響

鬼塚 剛*; 柳 哲雄*; 鵜野 伊津志*; 川村 英之; Yoon, J.-H.*; 山中 康裕*

沿岸海洋研究, 50(1), p.45 - 51, 2012/08

日本海では、光・栄養塩の季節変動によって、表層の植物プランクトン濃度が顕著な季節変動を示す。一方、季節変動とは別に、台風等の大気擾乱が表層の低次生産に一定の役割を果たしていることが考えられる。本研究では、さまざまな時間スケールの外力で3次元物理・生態系モデルを駆動し、それらの結果を比較することで、大気擾乱が日本海の低次生態系に及ぼす影響を検討した。その結果、大気擾乱が日本海の基礎生産量を高めることが示唆された。

論文

Characteristics of the first H-mode discharges in KSTAR

Yoon, S. W.*; Ahn, J.-W.*; Jeon, Y. M.*; 鈴木 隆博; Hahn, S. H.*; Ko, W. H.*; Lee, K. D.*; Chung, J. I.*; Nam, Y. U.*; Kim, J.*; et al.

Nuclear Fusion, 51(11), p.113009_1 - 113009_9, 2011/11

 被引用回数:21 パーセンタイル:22.43(Physics, Fluids & Plasmas)

中性粒子ビーム(NB)と電子サイクロトロン(EC)加熱を組合せることでKSTARトカマクにおいてELMを有する典型的なHモード放電を得た。2Tのトロイダル磁場では、Hモード遷移に必要な閾パワーは最小で1.1MWであり密度は1.4$$times$$10$$^{19}$$ m$$^{-3}$$であった。この密度以下では閾パワーは増加した。閉じ込め時間はスケーリング則より1.4-1.6倍高いが、NBの損失を考慮するとスケーリング則に近づく。Hモード時には電子温度とイオン温度がペデスタル部で明確に上昇したが、中心部のイオン温度は大きくは変化しなかった。他方、トロイダル回転はHモード時に全領域で増加した。ELM周波数は30-50HzでELM時の蓄積エネルギーの変化割合は5%以下であった。NBとEC加熱を組合せた場合には、大振幅のELM間に小振幅のELMが観測された。

論文

Modeling of the branches of the Tsushima Warm Current in the eastern Japan Sea

川村 英之; 伊藤 集通; 広瀬 直毅*; 滝川 哲太郎*; Yoon, J.-H.*

Journal of Oceanography, 65(4), p.439 - 454, 2009/08

 被引用回数:4 パーセンタイル:82.38(Oceanography)

本研究では、日本海における汚染物質の移行解明に重要となる沿岸表層流をより正確に推定するために、海洋大循環モデルを使用して対馬暖流の分枝を現実的に再現することを検討・評価した。日本海と外海を結ぶ対馬海峡と津軽海峡の境界条件として、音響ドップラー流向流速分布計(ADCP)観測で得られた流量を使用した。また、人工衛星海面高度計データと沿岸潮位計データを数値モデルに同化した。数値実験の結果、沿岸潮位計データは沿岸域の海況場を修正するのに有効であることが確認された。

論文

Trends in stimulated Brillouin scattering and optical phase conjugation

Ostermeyer, M.*; Kong, H.-J.*; Kovalev, V. I.*; Harrison, R. G.*; Fotiadi, A. A.*; M$'e$gret, P.*; Kalal, M.*; Slezak, O.*; Yoon, J. W.*; Shin, J. S.*; et al.

Laser and Particle Beams, 26(3), p.297 - 362, 2008/09

An overview on current trends in stimulated Brillouin scattering and optical phase conjugation is given. This report is based on the results of the "Second International Workshop on stimulated Brillouin scattering and phase conjugation" held in Potsdam/Germany in September 2007. The properties of stimulated Brillouin scattering are presented for the compensation of phase distortions in combination with novel laser technology like ceramics materials but also for e.g., phase stabilization, beam combination, and slow light. Photorefractive nonlinear mirrors and resonant refractive index gratings are addressed as phase conjugating mirrors in addition.

論文

Sequential forecasting of the surface and subsurface conditions in the Japan Sea

広瀬 直毅*; 川村 英之; Lee, H. J.*; Yoon, J.-H.*

Journal of Oceanography, 63(3), p.467 - 481, 2007/06

 被引用回数:25 パーセンタイル:40.04(Oceanography)

本研究は、渦解像度海水循環モデルに人工衛星データを同化することにより、日本海の現実的な変動を再現・予測するものである。このシステムでは、近似カルマンフィルターと緩和法によるデータ同化手法が重要な役割を果たしている。また、多数の人工衛星海面高度計データは時空間的に不規則に得られるため、逐次的に誤差共分散を修正した方が誤差共分散の漸近解を用いる場合より精度が高いことがわかった。最も精度が良い実験では、人工衛星海面水温データに対して平均二乗誤差が1.2$$^{circ}$$Cの差となり、海面高度計データの約半分の海面変動を計算できることが確認された。予報実験においては、持続性が予報変数・水深・海域により大きく異なることが示された。

論文

Formation rate of water masses in the Japan Sea

川村 英之; Yoon, J.-H.*; 伊藤 集通

Journal of Oceanography, 63(2), p.243 - 253, 2007/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:76.83(Oceanography)

日本海では冬季の強い対流混合によって、亜表層や中層の水塊が活発に形成されている。日本海に存在する人工放射性核種等の環境負荷物質の一部がこれらの水塊とともに表層下に輸送されることを考えれば、表層下に存在する水塊の形成量と滞留時間を見積もることは環境負荷物質の挙動を知るうえでも重要である。本研究は、三次元海水循環モデルと粒子追跡法を用いて、日本海の水塊の形成量と滞留時間を計算することを目的としている。その結果、日本海の表層下に存在する水塊の形成量は全体で約3.63Sv(1Sv=10$$^{6}$$m$$^{3}$$/s)となった。また、数値実験では水深約1500m以深の深層水はほとんど形成されなかったが、日本海の中層に存在する日本海固有水上部と日本海中層水の形成量はそれぞれ約0.37, 1.51Svと見積もられた。滞留時間に関しては、日本海固有水上部と日本海中層水の滞留時間はそれぞれ約22.6, 2.1年となり、日本海の中層に存在する水塊は数年から数十年の時間スケールの循環を持つことが定量的に確認された。

論文

ネスティングモデルによって再現された日本海中層水の形成過程

川村 英之; Yoon, J.-H.*; 伊藤 集通

海と空, 80(1), p.37 - 45, 2004/07

日本海では頻繁に、塩分極小・溶存酸素濃度極大で特徴付けられる日本海中層水が観測されている。この日本海中層水の起源は、ロシア・北朝鮮沿岸に存在する沿岸低塩分水であることが過去の研究により示唆されてきた。沿岸から日本海の亜極前線付近に移流された低塩分水は、何らかの原因により亜表層から中層に沈み込むと考えられる。本研究ではネスティングモデルを用いて、日本海中層水の形成要因を調べた。特に水平解像度1/18$$^{circ}$$で計算した結果、亜極前線域では最大0.05cm/s程度まで達する鉛直下降流が強化され、それに伴い亜表層の低塩分水が中層に輸送され、塩分極小水が中層付近で孤立した形で存在する現象が明瞭になった。水平解像度を高くすることで、中規模スケールの物理現象を再現することが可能となり、特に亜極前線域における傾圧不安定による輸送が日本海中層水の一つの重要な形成要因であることが示された。

口頭

対馬暖流沿岸分枝の同化モデリング

川村 英之; 伊藤 集通; 広瀬 直毅*; Yoon, J.-H.*; 滝川 哲太郎*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、日本海における物質循環モデルを構築している。海洋中の物質の移流・拡散を正確に計算するには、海流や水温等の海況場を正確に再現する必要がある。日本海の海況場は対馬海峡を通過する対馬暖流や津軽海峡を通過する津軽暖流に強く制約されている。本研究は、共同研究を行っている九州大学で観測している対馬暖流の通過流量データと日本原子力研究開発機構で観測を行っている津軽暖流の通過流量データを海洋大循環モデルに入力して、モデルの再現性を高めることを一つの目的としている。また、人工衛星の海面高度計データと日本沿岸の潮位計データをカルマンフィルターを使用してデータ同化した。計算結果を2000年9月から10月にかけて行われた現場観測の結果と比較すると、沿岸域付近の対馬暖流沿岸分枝と呼ばれる海流の通過流量等がよく再現されていることが確認された。

口頭

総観規模の気象擾乱が日本海の基礎生産に及ぼす影響

鬼塚 剛*; 柳 哲雄*; 鵜野 伊津志*; 川村 英之; Yoon, J.-H.*; 山中 康裕*

no journal, , 

日本海では、表層の植物プランクトン濃度が顕著な季節変動を示すことがよく知られているが、台風等の総観規模の気象擾乱に伴う植物プランクトン濃度の増加も報告されている。本研究では、海面の運動量・熱・淡水フラックスについて、日平均値及び月平均値で三次元物理・生態系モデルを駆動し、両者の結果を比較することで、総観規模の気象擾乱が日本海の低次生態系に及ぼす影響を評価する。また、大気由来の窒素沈着を考慮した実験と考慮しない実験を行うことで、大気由来の窒素の影響も評価した。日平均値でモデルを駆動した基礎生産の時系列では、総観規模の気象擾乱が原因と思われる短周期変動が見られ、特に成層が発達する4月から11月にかけて顕著な短周期変動が確認された。数値実験により、日本海の年間基礎生産量は、総観規模の気象擾乱に伴う栄養塩供給によって5%程度、大気由来の栄養塩供給により2%程度支えられていると評価された。

口頭

Extending KSTAR operation regime for advanced operation scenario development

鈴木 隆博; Kim, J. H.*; Na, Y. S.*; 井手 俊介; Mueller, D.*; 宮田 良明; Kim, H. S.*; Hahn, S. H.*; Yoon, S. W.*; Kim, W. C.*

no journal, , 

KSTARトカマクで初となる先進運転シナリオ開発に取り組んだ。標準的なHモード運転シナリオよりも高い性能を有する先進運転シナリオは、ITER及びDEMOに直接繋がる重要な研究領域である。先進運転シナリオは低い内部インダクタンスと鋸歯状不安定性の発生しない安全係数分布が特徴であるが、従来のKSTAR運転シナリオではプラズマ電流立ち上げ中に鋸歯状不安定性が発生し、実現できずにいた。今回、プラズマ電流立ち上げ初期にプラズマ体積を拡大してダイバータ配位を形成し、その後に加熱を行いつつ電流を立ち上げる新しいKSTAR運転シナリオを確立し、鋸歯状不安定性の発生しない低内部インダクタンスのプラズマを実現した。放電番号7897では閉じ込め改善度$$H_{89P}sim2.3$$を表面安全係数6程度で先進運転領域に届く高規格化圧力$$beta_{N}sim2.5$$を達成した。

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