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第60屆--民國109年

I can fly~從穩定性探討物體飛翔的秘密

從飛行穩定性來探討物體的飛翔,發現翼面積大小、展弦比、後掠翼、翼面配重是影響穩定性的要素。所以要設計穩定飛翔的飛機必須強調適當翼面積大小、展弦比、後掠翼,以及翼面配重重量與位置必須適當,配重位置應該靠近翼前緣效果較好,甚至利用延伸出翼面的方式,能以較輕的重量達到下壓翼前緣的效果,避免失速;最後還發現垂直尾翼可有效改善偏航現象。本研究還觀察出翼的上反角有助於防止飛機滾轉,進而設計風洞實驗,發現錐體能穩定不翻滾;因此推論秋行軍蟲的翅膀與身體如果能形成近似錐體,就能在氣流吹襲下,穩定停留在空中,進而飛越千里來台。了解以上這些影響飛行穩定性的因素後,實際用在所設計的飛機上,可讓飛機飛的又穩、又遠。

水塔與水撲滿-雙液體阻尼器之防震研究

本研究在探討11層大樓建築物頂樓水塔配合陽台天花板設置水撲滿,是否能有效達到減震阻尼的效果。過程中利用3D列印機自製固定水撲滿設備以及不同形式網狀隔間液體阻尼零件,並以電流調整器控制怠速馬達,自製地震模擬器來模擬不同震度之地震來實驗。 實驗中發現不同液體消能元件加裝網狀隔間,水波擾動震盪越明顯阻尼效果越佳。當地震來臨時樓層越高震盪越大,11層大樓可藉由設置在最高樓處,三組平均排法網狀隔間水撲滿,並配合水位設定六分滿,平行器壁網狀隔間正方形水塔,這種形式雙液體阻尼元件與大樓產生最大共振會發生在模擬震度4級,可以破壞模擬震度5至7級震波對大樓產生的,順向波大樓共振與大樓結構本身扭轉共振,液體阻尼效果最佳。

以「蚜」還「蚜」~探討刺腿食蚜蠅的捕食行為與偽菜蚜的生存策略

小小的偽菜蚜卻有著驚人的生存策略!被刺腿食蚜蠅幼蟲吸食後的蚜蟲乾殼,或是被寄生蜂寄生的蚜蟲,都大幅促進附近蚜群的生殖速率(分別為1.55倍、2.7倍);同時,也促進有翅型蚜蟲出現(分別為4.8%、7.2%)。除了以增加子代數量來促進族群存續與產生較多有翅型來飛離危險外,蚜蟲乾殼能吸引食蚜蠅成蟲前來產卵。實驗發現,食蚜蠅幼蟲會捕食同類卵與被寄生的蚜,也有同類自食現象,導致其它蚜蟲的生存機會增加。此外,我們也發現食蠅蚜幼蟲的捕食以隨機點擊為主,有大、小擺幅兩種不同模式(搜索面積分別是122.05、10.38mm2)。搜尋之初,以大擺幅有效率的找蚜群;捕食後以小擺幅連續密集點擊。小擺幅時,支點較前、身體伸長少;大擺幅時,身體伸長量達原體長的71.48%。

外送平台在台東發展現況探究

外送平台崛起,已經成為近幾年,在餐飲業新興的商業性模式。2019年底兩大外送平台FoodPanda及UberEats相繼進駐台東,但因台東與眾不同、較為特殊的市場特性,平台、商家及消費者必須在這樣新的共享經濟模式下,建立怎樣的合作與消費關係,是我們關心的話題,由於外送平台的便利性,讓我們也關注外送平台在台東是否可以長期穩定經營。 本研究我們從消費者、餐飲業者以及外送員三方面來了解外送平台,目前在台東發展的現況探究調查,我們利用消費者問卷、餐飲業者及外送員的半結構式訪談,再利用質性的研究方法,進行資料分析,形成研究主張,並嘗試用創新抵制理論來用以解釋研究的結果。

正n多邊形中的等腰個數這樣算!

此研究一開始從科學月刊中的七邊形之謎出發,先研究在正多邊形中黑點數為2的條件下能畫出幾個等腰三角形,其中我們透過觀察得到了一些性質,並證明出正n邊形2黑點的類型分別會有n(n-2)/2個等腰三角形,n為偶數;n(n-1)/2個等腰三角形,n為奇數。接著又證明出正n邊形3黑點的類型也分別會有n(n-1)(n-3)/4個等腰三角形,n為奇數;n(n-2)2/4個等腰三角形,n為偶數(不為4的倍數) ;(n2-5n+8)/4 xn個等腰三角形,n為偶數(4的倍數)。

往事重「堤」看頭城—突堤效應

突堤效應是指人工建構物突出於海岸,延伸而出,阻擋原先海流和海岸積沙的路徑,造成沙子在上游堆積,而下游原先有沙岸的地區則因為沙子量逐漸減少,侵蝕大於堆積,逐漸出現海岸遭受破壞。突堤效應會造成壩前堆積、壩後侵蝕的情況。因為突堤效應造成的結果,頭城海濱森林公園(原頭城海水浴場),在這十多年中,原本的沙灘現在已完全被海水覆蓋。 本校位於頭城海濱森林公園附近,看到頭城海濱森林公園的海沙在烏石港建後己經流失不見,希望藉由實驗瞭解突堤效應,並希望在實驗後對頭城海濱森林公園的突堤效應提出建議。

「大」「人」「物」洩天機

天氣預測是攸關人類生活的大事。目前天氣預測主要利用大氣氣壓、溫濕度、雲層等參數資料來進行天氣預測。為達到低成本及小範圍之天氣預測,本研究利用物聯網的『眼睛』-樹莓派相機來觀測雲層,配合Arduino感測器蒐集到的氣象參數輔助,以預測30分鐘後降雨的機率。本研究採用卷積神經網路(Convolutional Neural Network, CNN)來進行模型訓練,首先將雲層圖片提取RGB特徵向量,配合氣象資料輸入模型以進行模型訓練,所訓練之模型可即時預測未來降雨的狀況。本研究進一步以精密度、召回率、F-measure、及混淆矩陣來驗證模型成效,準確度皆達80%以上,證明本研究訓練之模型預測降雨的準確性及可行性。

哇!在沙子裡泡澡~流化床應用之研究

本研究來自對網路上「流化床液體沙池」影片的好奇,想嘗試自製沙池,並探究沙粒種類、高度、排氣強弱及排氣孔距、孔洞尺寸、排列等因素,對沙池液體化影響。研究藉由對「沙池中物體拉動固定距離所需時間」、「沉入沙池物體減少重量」、「浮於沙池物體沒入體積」,定量測量沙池的阻力、浮力、密度等性質,並與「水」做比較,計算液體化程度。研究結果發現最佳沙池裝置為:用顆粒較小的沙、3mm最小孔洞、12cm適中沙面高度、6級最大排氣,排氣孔斜下的裝置,可獲得「阻力、密度約為水的1.5倍、浮力與水相仿」的液體化效果。最後研究以傾瀉實驗證明沙池除了具休閒娛樂功用,也能有效提昇運送固體顆粒的效率。

千切百斂

本研究主要在探討邊長比為1:a且重心重合的內、外正n邊形,當取外正n邊形的邊上一點為起始點(此起點與外正n邊形的頂點距離為x),重複朝著內正n邊形的頂點畫切線,並觀察其數學性質。(θ為正n邊形一內角) 我們從研究正三角形開始,並且推廣到正n邊形,研究以下四項: 一、「切線與外正n邊形的交點」和「外正n邊形頂點」的距離通式f(x)=(a2-a)+(1-a)x/((2(cosθ+1)a+1)+(-2(cosθ+1))x 二、證明收斂正n邊形的存在性,並找出收斂點與外正n邊形頂點的距離x=a/2-√a(cosθ+1)(a×cosθ-1+2)/2(cosθ+1) 三、正n邊形可形成收斂正n邊形的內、外正n邊形邊長比例範圍 ,√a(cosθ+1((a×cosθ-a+2)≧0,1≦a≦2/1-cosθ 四、內、收斂與外正n邊形的邊長比為1:√a:a 此時發現收斂正n邊形的邊長為內、外正n邊形邊長的幾何平均數。 最後,我們也針對任意三角形探討上述內容,並於研究過程中詳述。

別浪費~看我的「乳」「印」術

比較市售7款品牌防曬乳發現其中3款化學性防曬乳1款混合型防曬乳,可以順利將圖案轉印到布料上,轉印結果有下列幾點關鍵: 1.溶劑:以K品牌化學防曬乳約每4平方公分1.5克並加上75%酒精1毫升,可以溶出最多油墨,且有最佳定色效果;若無酒精,單純使用化學防曬乳也有不錯的轉印效果。 2.布料:以表面平整的彈性纖維-萊卡(Lycra)為最佳載體,泡水後進行熱氣相轉印有最佳效果,光照度可從未轉印前1695 LUX到轉印後371 LUX,含有棉布料的涼爽棉棉次之,府綢棉可從轉印前1540 LUX到轉印後275 LUX。