第61屆--民國110年

以仿生魚尾鰭做為船隻推進裝置，探究對船隻運動的影響。用自製船體拍攝其運動影片加以分析，依各實驗探究目的比較其平均速度、波峰加速度平均值、平均或最大推力。仿金槍魚與仿石斑魚尾鰭各在適當的軟硬材質、擺動幅度及頻率下可得最大推力。考慮船舶使用情境的多元性，故選用形狀介於兩者間的中間型尾鰭，配合渦流觀察，進行後續探究，結果發現：以1/2前翼展2.5公分、中軸長4公分的尾鰭，加裝12公分木籤作為連桿，可有效提升船隻的平均速度及最大推力。比對渦流運動得知尾鰭推力與渦流完整度，噴流效果相關。加裝適當破阻裝置能有效降低阻力，使前進合力顯著提升。由雙尾鰭實驗得知兩尾鰭相反位相擺動可同時提升船隻平穩度及推力。

市售的黏土經塑形後，只能當擺設而不能當色筆使用。因此本研究想依黏土混色比例做造型，且黏土乾了又可當粉彩筆使用，以實現黏土再利用的價值。實驗發現： (1) 若以市售各式白色黏土直接添加染料混合，乾燥後仍無法製成色筆。 (2) 若以2：1的高嶺土與碳酸鈣混合，添加礦物染料或植物染料和適量的純水，除了可 調製成塑形黏土，還可當粉彩筆、水彩和粉筆使用，而植物染料則以蘇木效果最佳。 (3) 若添加不同比例的澱粉類黏著劑，可製作出硬式和軟式等不同特性的粉彩筆。 將本研究研發的紅、黃、藍、白黏土，依不同比例混合，可製作不同色相、明度和彩度的色筆，實現動手自製色筆的樂趣，也可用於板書與不同風格的作畫，既經濟又實惠，非常值得推廣。

本研究的目的是要設計海洋漂浮垃圾收集器，研究中第一代的主機採單螺旋、收集器採浮桶式設計，但浮桶的設計遇到水的浮力過大及容易進水的問題。經過改良後，第二代的主機維持單螺旋、收集器改為網撈式設計，但降低主機桶身高度和捨棄浮桶的設計以減少浮力，卻因網子在水中的阻力過大造成網撈無法旋轉、主機自轉的問題。第三代的主機改為雙螺旋、收集器維持網撈式，雙螺旋主機使主機不自轉、網撈旋轉，且網撈進行七大改造並在內部加裝長形邊框，最後在實測中成功收集球狀、長管狀及片狀等三種形狀的塑膠漂浮垃圾，實驗中發現：同一長度的邊框都是以球狀漂浮物乒乓球的收集成效最高；不同形狀的漂浮物收集成效最佳的長形邊框，其長度則各有不同。

將兩組{ 1，2，…，n }任意排成環狀，若對所有數m ∈ { 1，2，…，n }，m與m之間繞順時針的間隔數為m或繞逆時針的間隔數為m成立，則稱此環狀排列為「挑剔環」。

本作品包含三個部份:1.利用微波雷達模組感測輸出都卜勒信號頻率與被檢測目標移動速度成正比關係，只須動態取樣和判斷都卜勒信號頻率變化就能實現一種實用的非穿戴式跌倒偵測器。2.將大型室內空間劃分為多個子空間，整合信標藍牙技術、智慧手機和LoRa無線界面，即可在遠端對整戶或任一子空間執行快速目標搜索。3.利用信標藍牙、微波雷達和毫米波雷達等技術，使傳統醫療院所護士推車具備解鎖啟動保護、目標位置檢測與方向修正、自動跟隨、用手輕壓觸控控制盒表面即能執行“手把手”工作模式和前進無段變速等多項創新功能。在不同實驗條件下，分別對完成後之不同實驗模型進行功能量測、記錄和分析，實驗結果顯示本作品確實可以滿足預期設計目標。

我們利用西卡紙製作不同孔徑與筒長的聚音筒裝置以控制聲波前進的方向並提高音量，並以筆電及軟體(VB_generator)控制輸出聲音的頻率及音量找出較適合的輸出功率(30%)，接下來利用分貝計測量各種孔徑與筒長的聚音筒在不同頻率與距離時的音量，且找到間歇性的噴射氣流與音量振盪之關聯性，得知聲波滅火可能與噴射氣流及聲波為疏密波有關。 從研究三到五的結果發現孔徑4cm的聚音筒效果最佳，而筒長越長出現最強噴射氣流的頻率越低，筒長25cm時為40Hz、筒長20cm時為45Hz且為本實驗中最強的噴射氣流。 製作新型聲波滅火裝置，研究後發現喇叭直徑越小，產生最大噴射氣流的頻率隨之變大；距離3cm且頻率在230Hz時擺角為最大值29.2˚，根據新型聲波滅火裝置的滅火效果測試，頻率為220和230Hz的聲波將蠟燭熄滅的距離最遠為36cm。

本研究探討台北港突堤效應對挖仔尾自然保留區蟹類生態的影響，研究期間：2020年5月至2021年6月進行本保留區蟹類、貝類、土質、水質調查，利用穿越線研究結果比對2003~2017年相關報告。研究結果：突堤效應加速本保留區堆積作用，近20年來，外側沙地增加21.3公頃，造成潮間帶土質泥化、水深變淺、辛普森蟹類生物多樣性減少22.8%、蟹洞密度減少26.2%、蟹種減少20%、食用貝類單位密度減少90%、周邊海域嚴重淤積、重金屬汙染增加，使漁民生計遭受嚴重影響。近年來，每年淤積速率5公分，漲潮時潮間帶水深只剩100公分。再過20年，本保留區整個中央潟湖將被淤積泥沙完全覆蓋。整治措施只能減緩淤積，希望在本保留區消失前，喚起大眾與政府重視，有效減緩其淤積速率。

第一代版的瓦斯爐節能熱水器製作是在爐架外圈包一層薄的銅片，增加熱收集面積，銲接銅管環繞外圍通水循環收集熱能，二代瓦斯爐節能熱水器製作的水路是在設計在瓦斯爐節能熱水器裡面，熱收集面積效率更佳，水道收集四面八方熱量，這樣產出的熱水溫度比一代高。我們將瓦斯爐節能熱水器做成內凹式斜面，這樣火到鍋底時會在將熱能反射到瓦斯爐節能熱水器斜面，讓熱能更集中在鍋底且防風效果佳。 系統功能方面，當瓦斯爐開火後，「瓦斯爐節能熱水器」溫度感測器偵測到溫度上升時，水循環便開始啟動回收熱量。設有水位偵測器，當儲水桶內水量有變化時，顯示介面的水位指示燈會顯示訊息。熱水管路有加裝洩壓閥保護，避免壓力過高造成危險。使用者也可以透過手機APP 監控系統情況。

本研究運用多元的科技方法研究行道樹之規劃。先利用實際測量了解有無樹蔭對地表溫度之差異，再以NDVI數據資料探討六都種樹情形。算樹實驗過程以小型空拍機拍攝市區常見的樹種行道樹，運用ImageJ及IC_Measure程式軟體分析、計算樹冠、樹冠幅、樹冠幅蔭等面積，探討樹蔭大小和遮陽的關聯性，發現樟樹能提供較多樹蔭達降溫效果，是栽種行道樹的最佳選擇。最後自製道具實際模擬，得到最佳植樹高度公式為LH+Wtanθ(單位:m)，其中W:要遮住的路寬、LH:樹木枝下高、θ:當地12點太陽仰角，藉「算樹實驗」可配合各地區的太陽仰角角度，計算不同時段的樹蔭面積，系統化規劃各地最適宜植樹高度，如在北回歸線位置6m寬的道路旁建議最低樹高約為12m。

本研究意旨探討印度洋偶極震盪（IOD）與北印度洋熱帶氣旋之間的關係。因氣旋原始數據過於複雜，在簡化氣旋各項數據後與再與不同IOD年份做比對，找出IOD與氣旋間 的趨勢，並以T檢定驗證兩者間關係的信心度，增加研究可信度。 研究結果顯示發生印度洋偶極現象的年度，其年最大氣旋強度平均值與年總氣旋能量指數平均值，均顯著高於正常年。且東印度洋生成的氣旋傾向生命周期較短但強度較強，西印度洋生成的氣旋則傾向生命週期長而強度較弱。