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「濃」、「卷」、「鋒」-雲與天氣變化之探討

我們對埔里的雲況做了三年的觀察,並嘗試利用各種分析方法來探討雲與天氣變化之關係。研究成果略述如下:(1).在卷雲與總雲量變化方面:我們發現了AL-4和AL-Ccon二個法則,可以用來預測總雲量的劇烈改變。(2).在卷雲與下雨預測方面:我們發現若雲況符合AL-FC法則,則8小時之內一定會下雨;若再搭配CAPE、風切、濕度等條件,更可以用來預測主降雨區的雨量大小。(3).在冷鋒方面:我們發現台灣低壓-冷鋒系統形成前3天,都會出現大量的層狀高積雲,而且上方大氣都會有很強的逆溫層或穩定層(通常會持續到鋒面形成當天);至於來自大陸的冷鋒當中,我們發現有三種類型是可以用雲況來確定鋒面是否即將到來。

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護「灘」神「扇」— 風扇擾流應用於延緩突堤效應

突堤效應係指人工建築物凸出海岸,改變沿岸流路徑,造成漂沙在上游堆積,阻斷下游漂沙量,使堤前堆積、堤後侵蝕。 風扇葉片曲面能產生擾流向,在不阻斷水流運送情況下改變水流及漂沙流向。本研究旨在探討於海水面下裝設風扇,藉風扇擾流改變沿岸流所挾帶漂沙之沉積分布,延緩突堤效應造成之負面影響。 研究先以煙霧觀測五葉、七葉及九葉風扇擾流情形,再透過水流及螢光沙模擬安平商港外海,取得裝設各風扇後漂沙沉積變化之過程。以微積分計算分布面積及分布趨勢函數,除可用於預測近表層沿岸流之沉積外,亦可套用於海底恆流。未來期望針對流量、流速與地形坡度等作出量化數據,以求得函數模型。另外,亦期望發展洋流發電、綠色能源等各種應用。

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拈系列數學遊戲的研究 

我們整理了拈的最基本問題。並對拈的變形問題「k倍拈」(有n顆子,n>1,A、B輪流拈子,A先,A首次不可全拈,之後兩人每次拈最多為對手前次拈的k倍,拈最後一子勝),得到了完全解答,令a1=2,a2=3,…,ak=k+1,且(對於n>k,令an=an-1+am(k,n),其中am(k,n)是a1,a2,…an-1中最小的滿足≥[an-1/k]的項,此處[x]是x的天花板函數,亦即,不小於x的最小整數),則當開始時的全部子數為a1,a2,…an中的任何一項時,後拈者有必勝策略,否則先拈者有必勝策略。特別地,當k=2,3,4,5時,的遞迴式相當簡單。

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探討MafF對LRH-1調控相關代謝路徑的影響

已知 liver receptor homolog-1(LRH-1)掌控著多種生理功能,在肝臟代謝中扮演著相當重要的角色,我們利用酵母菌雙雜交技術(Yeast two-hybrid)找出數種可能跟LRH-1產生交互作用的蛋白質,並從其中選擇v-maf avian musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene homolog F (MafF)作為主要研究對象,探討其與LRH-1之間的作用對代謝造成的影響。本研究中,我們利用免疫沉澱法證實MafF可與LRH-1形成複合體,而MafF並不影響LRH-1蛋白的表現量。隨後以啟動子活性檢測MafF-LRH-1複合體在細胞內之功能,發現MafF能促進由LRH-1所調控的small heterodimer partner (SHP)、glucokinase IV (Gck)及side chain cleavage enzyme (SCC)等代謝相關啟動子之活性。此外我們以GST-pull down發現MafF與LRH-1結合區域位於LRH-1的DNA 鍵結位(DBD)。綜合上述實驗結果,MafF能與LRH-1的DBD鑑結形成複合體,並促進啟動子活性,未來希望能進一步探究MafF對LRH-1所調控下游基因的影響,以了解MafF於肝臟膽酸合成及醣類代謝機制中所扮演的角色。

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錐求完美

本研究主要在探討三角錐的性質。我們採用了三平角的三角錐展開圖來做以下的討論。(定義∠1+∠2+∠3=180° 1+∠2+∠3即為平角。 )∠我們首先探討三角錐之折法,並討論是否任意三角形(銳角三角形、直角三角形、鈍角三角形)皆能折成三角錐。再者,我們更進一步的研究三角錐的相關性質,如:三角錐四個頂點所相鄰三個角之角度、三角錐的兩面角和三角錐的體積…等。本研究發現如下1.三角錐之折法:取三邊中點,延兩兩中點之連線對折,即可折成三角錐。2.並非任意三角形皆可折成三角錐,但任意銳角三角形皆可折成三角錐。3.此三角錐四個頂點各所相鄰三個角角度和皆180°。4.△ABC面積固定,當△ABC為正三角形時,所折成的三角錐其體積為最大。根據以上的發現,我們發現了三角錐的其它的特性。

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百香果捲鬚之扭轉運動對其向觸性與拉力的影響

本研究首先以改變捆束物的位置,測試百香果捲鬚的反應。發現捲鬚在幾乎無生長的情況下,可多次改變扭轉方向,搜尋捆束物。接著本實驗製作三種不同支架,模擬不同捆束條件。發現捲鬚捆束物體後若遇較大阻抗,可預先發生扭轉運動,再差異化生長,使得捲鬚一側生長較快,一側生長較慢,而形成彈簧狀。本實驗測量彈簧狀捲鬚的多項形態測量數據(如粗細、外徑…)以進行幾何與實體模型的模擬。由模型可發現:捲鬚預先扭轉的角度越大,則可施更大的力拉近基部與捆束物的距離。此外,捲鬚的特定直帶狀區域,會扭轉至彈簧的內側,此區域也是捲鬚在捆束物體前,藉扭轉運動轉向與捆束物接觸的地方。 由解剖橫切面構造顯示,此直帶狀區域在彈簧狀捲鬚形成後,會在捲鬚中心近髓的木質部逐漸出現加厚的細胞,使橫切面成不對稱的構形。依據幾何模型推導,不對稱構形會使彈簧在受拉力而發生扭轉形變時,縮小彈簧的環直徑。此現象應有利提升彈簧狀捲鬚的拉力耐受力。

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潮不潮有關係—竹南中港溪入海口之紅樹林生長環境探討 

竹南中港溪入海口處的紅樹林分佈數量在南、北岸有顯著的差異。實驗結果發現,北岸因海流及河水堆積作用的影響,有許多細泥在此沉積,提供適合紅樹林生長的環境,而南岸則無此優勢。此外,紅樹林適合生長於水域酸鹼值中偏酸的環境,而北岸採樣點的水樣本酸鹼值平均較南岸酸,加上本區水域酸鹼值會因季節不同而產生變動,也會受漲、退潮和大、小潮所影響,漲潮時的酸鹼值較退潮時鹼,大潮時的酸鹼值變動較小潮時大,且距離入海口越近,受潮汐的影響越大,水域酸鹼值變動幅度也越大。故南、北岸在沉積物形態、水域酸鹼值上的不同,以及潮汐變化的影響,應是南、北岸紅樹林分佈數量差異的主因,造就現今北岸紅樹林數量顯著多於南岸的情形。

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最佳全翻位的探討

本文進行最佳全翻位的研究。所謂「全翻位」係指 N 枚正面朝上的硬幣,每次將其中 M枚翻面(M≦N),若干次後,使所有 N 枚正面朝上的硬幣,全部反面朝上。本文的目的除了作全翻位的研究,亦企圖找到如何以最少次達成全翻位,亦即進行「最佳全翻位」的研究。更有進者,我們最終完成「包含所有狀況」(即針對任何 N 值及 M 值)的最佳全翻位研究。在我們的研究中,作者針對最佳全翻位,將所有狀況歸納成 5 種模式,並詳列各種模式的使用時機及操作模式,並且推導出 5 個最佳全翻位的公式,分別對應 5 種模式 7 種使用時機。研究的過程雖曾遭遇不少難題,然而能完成這份完整的報告,委實令人感到興奮,也期望對數學教育有些許貢獻。

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「磁」母手中線-探討電容放電時間常數對電磁砲發射的影響

透過文獻整理,我們發現大部分的研究結果顯示出電壓、電容、螺線圈的粗細、匝數以及子彈質心位置等變因會影響發射威力。在電容的研究中,有提到當電容量增大時,發射速度會上升;但是電容量再更大,速度則會下降。我們覺得這個現象很奇怪,為什麼不是電容量大速度就無限上升呢?實驗後我們發現,在固定電壓時,電容量在一定範圍內,發射速度有極值。若此時再提高電壓充電,不僅發射速度會下降,繼續增加電容還會有子彈反向射出、折返後再射出的情形發生,亦即發射速度會隨著電容大小而振盪。就我們所知,這是以往的科展研究中從沒被發現過的現象,經過我們設計實驗仔細測量與分析,我們認為這與電容放電的時間常數有關。

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低調也行-應用電磁感應原理探討低頻無線傳輸及無線充電之效能

無線充電是近年科技發展趨勢,其效能問題仍待提升。實驗一(線圈200匝,直徑4cm,粗細0.37mm),在不同發射頻率都可測得感應電壓及感應電流,證明可行。實驗二,發射端(線圈200匝,直徑5cm,粗細0.37mm)與高斯計距離0至5cm內,磁場強度在5000Hz出現最高點,且距離線圈2cm時最強。實驗三,方波平均功率達正弦波的5.85倍。實驗四,我們最後採用20000Hz、線圈匝數組合200:100,轉換效率15%。實驗五,利用實驗四的結果,找出線圈直徑4cm:7cm、粗細0.37mm,轉換功率達42%。實驗七,1對1與1對2的線圈組合皆可進行傳輸。實驗八,對充電電池進行五小時充電,電池電流可達到160mA。

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鳥鳴鶯啼-探討鳥笛的製作與推廣

從六上翰林「聲音與樂器」我們學習到製作樂器的方法,加上看到路邊賣的「水鳥笛」及為了想「引鳥出洞」而動手利用竹子來製作不同的鳥笛。本實驗是從鳥笛的結構,探討吹嘴(長度、角度、位置)、竹體(長度、內直徑大小、厚薄)、氣窗(形狀、尖銳度)三者與頻率、響度的關係,以及三者彼此互動的關係。研究顯示,吹嘴內直徑與氣窗內直徑相同,吹嘴黏貼處0.9cm、角度30度吹出的頻率最大。竹體外殼越薄,頻率越大。在鳥笛的應用情形,有材質不同的鳥笛、拉桿鳥笛、指孔鳥笛。材質以PVC水管頻率最大,紙捲筒最小。拉桿鳥笛上下拉動空氣柱長短,指孔鳥笛控制指孔面積大小,都能吹出美妙的樂曲。最重要的是「急難救助拉拉笛」的發明,更是令人感到驚訝!

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A STUDY ON TRADITIONAL ARCHITECTURE IN ITANAGAR CAPITAL COMPLEX AND TO IMPROVE A MODIFIED TYPOLOGY FOR A CLIMATE RESPONSIVE CONTEMPORY HOUSE

The lifestyle of the Arunachal Pradesh rural population demonstrates the example of sustainable living where bamboo plays a major role. Bamboo has its home in this tropical climate region of India. In order to understand various aspects of traditional bamboo constructions, a field visit was made to Rono, Emchi, Lekhi villages and Karsingsa, Pachin, NEEPCO areas. The paper studies the patterns affecting the housing styles of these regions, the traditional method of construction including bamboo treatments. Various parameters which are required to be considered for constructing a house are also studied. It has been found in the field survey that the utilization of bamboo is mostly in wall panels, columns, floor, door and windows. The question posed here is whether tradition houses perform better than a typical contemporary house in creating comfortable internal conditions. And if they do how it is possible for the contemporary house to benefit from the advantages presented in the design of the traditional house in terms of thermal performance. The results indicate that improved performance might be achieved by combining selected lessons from the traditional design e.g. improved shading, regional variations in window size related to orientation and adoption of adjustable ventilation and window openings.

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