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團隊合作獎

太陽能光熱分離複合發電的探討

從遮雨棚吸熱引發靈感,將太陽的光與熱分開來發電,讓太陽能板不因高溫降低發電並並延長使用壽命,然後再將分離後的電並聯使用,便是光熱分離複合發電構想,過程發現太陽光的熱分離後,會使發電量降低,可利用提高熱電轉換方式: 1.選擇紅外線IR塗料來提高透光與吸熱率 2.利用傳導、對流、輻射原理提高熱電轉換效果 3.提高致冷晶片發電關鍵在於增加吸熱與散熱端的溫差 最後利用所學,改裝環保水冷式設計,除加速散熱增加溫差以提高致冷晶片發電外,冷卻後的水也能當熱水再利用。測試後發現:照射時間越久,光電轉換電力依舊可維持發電效果,而熱電轉換則會越來越好,甚至有機會彌補因吸熱降低透光率所減少的光電轉換電量。

「杖視」不欺人-導盲工具進階版

二維碼在我們的生活處處可見,不僅比一維碼儲存更多資訊,我們還可以利用智慧型裝置讀取,快速又方便,我們想利用這樣的特點在導盲磚上設置二維碼,配合導盲手杖安裝智慧型裝置。我們挑選二維碼中的QR Code來進行實驗,先從QR Code的由來、基本架構和製作方式加以觀察試作,接著探討改變它的各項元素:QR Code的內容形狀、配色、遮蔽讀取情形,接著把QR Code轉換成貼在導盲磚範圍大小上進行研究,再加上安裝智慧型裝置在手杖上的距離與地面夾角的實際測試,歸納出安裝具有QR Code導盲磚,配合手杖上的智慧型裝置,讓視障者能用聽的就知道現在所處的位置資訊。

養灘親「離」----不同離岸堤對養灘面積大小的影響

近年來台灣的海灘面臨被嚴重侵蝕之難題,護岸措施不斷推陳出新。而目前台灣除了突堤之外,也有近幾年來發展興盛的「離岸堤」。一般而言,在離岸堤背後形成的砂舌或繫陸砂洲具有防治海岸侵蝕的功效。於是我們想藉由實驗來大略推敲出最適合養灘的離岸堤,來解決現在台灣沙灘資源 不斷減少的問題。本實驗以離岸堤的厚度、長度、高度、角度、離岸堤相對水深的高度、離岸堤離岸的距離、消波塊作為實驗操作變因,並以樂高機器人作為造浪機維持海浪的頻率、強度。結果發現,影響養灘效果前三名依序是:角度、離岸距離、高度,且波速會使離岸堤擺設的最佳角度有所不同。

光線新「視」界

駕駛者有時會受到前方光源而有眼睛不適的狀況,這可能影響行車安全與身體健康,透過查詢資料了解到這可能是因為眩光所導致的。以問卷結果為基礎,設計實驗探討「環境條件」及「光源條件」對眩光的影響。由實驗結果發現,光源照度越強,照射角度與觀測者目光重疊時,眼睛越容易有不適感。我們也發現角度及燈泡排列方式也會影響到眩光的範圍,當光源角度改變為15度時,可以大幅降低眩光面積。燈罩的形狀是展開型時,較能有效降低眩光。 綜合實驗結果,若想減少眩光對行車的影響,可調整會出現在駕駛前方的光源角度,如街燈、指引燈,駕駛人本身也可配戴黃色系的防護眼鏡,可有效阻擋光線,提升行車安全及舒適度。

二刀流十傑 — 從S=A+B+C=定值的推推樂遊戲談起

〝十傑〞指的是10個違反本文〝基本定理〞但仍能保持相似的△。二刀流指的是這十傑都產生在倒數第二條分角線上,在A,B,C三隊的〝推推樂〞團體遊戲活動過程中,本文發現從對應的輾轉相除法中可取得有用的P值、Q值、R值,用於推導演算規則預判遊戲結果。而在S=180時,使用分角線幾何作圖,可用來重新發現△中的Bevan Point,又利用前述建立的演算規則可推導倒數第二刀交叉形成的△的三內角及其順逆時針偏向屬性,進而在整數內角角度中找到10個特殊的相似△(本文稱之為十傑),這10個特殊的△的三內角有一定的特殊相關比例,利用這套比例關係式及S值的標準分解式可在任意S值遊戲中找到對應的〝傑數〞,非常有趣。

環環相扣-一道數論問題延伸高階線性遞迴數列之探討

從科學研習月刊中「森棚教官的數學題」的一道數論問題: 「你可以找到多少組正整數對(a,b),讓 的平方減5是b的倍數,b的平方減5是a的倍數?」 觀察到盧卡斯數列相鄰奇數項滿足原問題的解,也發現某數列與原問題的解間滿足充分條件,於是延伸問題改為數列恆等式,推廣更一般情形,即 階整係數齊次線性遞迴數列,簡稱 階線性遞迴數列。本作品建構兩種k階線性遞迴數列來探討,其兩數列分別是由盧卡斯數列及費氏數列類推而得。 第一種數列是利用特徵複數根性質來探討,而第二種數列是配合k階Cassini恆等式來求其解。最後利用兩個恆等式或不等式來描述上述兩種數列,是由Vandermonde行列式來論證。

「渣」進你心裡!大眾對交往偏差行為的態度研究

「渣男/女」是感情關係中常見的詞彙,但一直沒有相關研究進一步探討其內涵,因此本研究希望建構對「渣男/女」概念的具體理解。透過廣泛調查及因素分析,本研究凝聚出「渣男/女」概念指涉的三個主要因素:自我中心、對待伴侶的不當行為、與伴侶以外他人的不當接觸。並以「大五人格」作為分類架構,探討不同人格特質對「渣男/女」概念主要因素在意程度的不同,發現:外向性和神經質特質較高者,特別在意自我中心的態度;外向性、親和性和神經質特質較高者,特別在意對待伴侶的不當行為;外向性和神經質特質較高者,特別在意與伴侶以外他人的不當接觸。本研究期能以此作為開端,為未來相關研究開啟新方向。

「立」挽狂瀾-坡地崩塌現象及防治研究

本研究主要探討短延時強降雨下,坡地崩塌現象及尋求防治崩塌的解決策略。 首先,探討降雨對於坡地崩塌的影響,發現當雨滴粒徑越大、雨滴速度越大(亦即降雨強度越大),坡面崩塌體積越大,崩塌時間則越短。 其次,就坡地角度與組成之砂石粒徑進行探討,發現在短延時強降雨情況下,坡地角度變大時,崩塌體積較大、崩塌時間變短;而砂石粒徑越大時崩塌現象較不易發生,至於分層混合粒徑時趨於粒徑越大砂石越在上方現象,但當砂石間縫隙充滿水後,均極易因細微的擾動而造成大規模崩塌與滑動,其中粒徑越大砂石崩塌現象越明顯。 最後,探討在坡面植樹及加裝立柱均有助於減緩崩塌現象,在立柱加裝收集器進行雨水收集與排水,更能有效減少崩塌及裸露現象。

尿尿小童的煩惱~站立使用馬桶的尿液噴濺探究

本研究來自新聞報導:男生站立使用馬桶排尿會造成七千多滴尿滴噴濺,引發我們對此現象影響因素的好奇。研究設計以模擬真實排尿行為的噴水裝置,由紙張盛接噴濺液滴,測量噴濺液滴的重量。研究過程以不噴水的對照實驗模式,去除紙張自然吸收或蒸發水分的實驗誤差,接著針對尿液位置、水位高度、尿液流速、排尿高度、馬桶壁傾角、水面添加物等因素進行實驗,探討最少尿滴噴濺的站立排尿方式。研究結果發現選擇中央(水中)的尿液位置較佳,尿液流速無明顯影響,成人排尿高度較高會使噴濺量變大;而在水面添加一層泡泡或清潔慕斯,或將馬桶設計為垂直壁面,配合較低的水位高度,能讓尿滴噴濺大幅減少,可供衛浴業者設計馬桶參考。

星狀網路點擴展運算漢米爾頓容錯性質研究

本作品研究星狀網路和完全網路,兩種不同結構的連結網路,使用點擴展運算結合成一個網路結構,並且在一定的容錯範圍內,保證存在漢米爾頓迴圈性質。漢米爾頓迴圈在連結網路的研究中相當重要,若存在此性質,則可以保證發送訊號時,能將訊號發送給連結網路上的每一個元件並接收,且不會重覆接收到訊號。我們使用圖形理論的方式,將星狀網路和完全網路,這兩種連結網路結構,分別抽象化成星狀圖和完全圖,網路中的元件抽象化為點,元件之間的連線,抽象化成邊。如果元件之間的連線故障,無法使用,則稱為壞邊。我們證明 n+1 維度星狀圖和 n 維度完全圖使用點擴展運算後,壞邊數量最多是 n-4 時,保證存在漢米爾頓迴圈。