第65屆--民國114年

本研究旨在探討北極地區河口水體之自然對流現象，並解析其特殊羽流形態與形成機制。我們調配不同濃度的食鹽水模擬海水與河水進行實驗，使用壓克力水槽建置鹽水與淡水的對流環境，以模擬河海交界處河水與海水的交互作用情形。此外，利用注射筒與自製水槽模擬河水局部對流形成羽流(Plumes)之情形，並測定不同鹽水濃度的羽流之流速。實驗結果顯示，鹽水與水之密度差較小時(鹽水鹽度小於20 psu)，對流速度較慢且較易形成穩定蘑菇狀羽流；反之，鹽水與水之密度差較大時，對流速度較快，容易產生不穩定蘑菇狀羽流。

本研究旨在探討男性使用直立式或懸掛式小便斗時，尿流量、身高、和斗壁距離、入射角等因素，對於尿液噴濺面積和範圍之影響。研究方法包括：以頻閃燈和慢速攝影、tracker分析與雷諾數，辨識不同流量對層流和紊流之變化量；採用小便模擬器、Vernier氣壓計和力度計，測得水流和反彈流對斗壁作用力，終以蒙地卡羅法扇形區和Image J分析兩組小便斗噴濺面積和範圍。主要研究結果包括:1.以tracker 分析獲知流量和流速關係，從雷諾數變化量驗證流量小易受紊流噴濺、流量大則易受反彈流噴濺。2.尿緩=15mL/s，距斗壁30 cm 平射，反彈流噴濺最少；4.身高>=170 cm、25mL/s，平射兩種小便斗，噴濺面積與範圍皆最小；5.以600射角和對準排水孔，噴濺面積和範圍最大；6.本研究亦討論和改進尿液噴濺的研究方法。

本研究以對偶圖的性質，取代以往著重點或邊數量的方法，探討平面圖中漢米爾頓迴圈的存在性。我們設計一套定理，判斷對偶圖對應之原圖是否存在漢米爾頓迴圈，並提出「T 搜索」，有效降低電腦計算的時間複雜度。此外，我們建立多項化簡定理，能在不影響迴圈存在與否的前提下，透過邊、點的替換與收縮，或圖的結構分解來簡化圖形。研究中也討論 Herschel Graph 與 Tutte’s Graph，並提出當圖中出現特定結構時，原圖不具漢米爾頓迴圈的判別條件。最後，成果可用於構造具漢米爾頓迴圈平面圖之對偶圖，並期望數學方法推導出無漢米爾頓迴圈的平面圖，或用電腦窮舉所有無漢米爾頓迴圈平面圖之對偶圖，以便延伸討論。

「六角星拼圖摺紙遊戲」是一個將平面的六角星拼圖摺成一個正四面體，且使其中的三面連接起來是一隻完整羊的摺紙遊戲。本研究以能摺出正四面體的23個圖格組合模組為基底，以展開圖作為平面圖形到立體形體的媒介，成功解構六角星拼圖圖格的選取與摺法。除了得出解謎密技外，也證明了謎底圖格與摺法的唯一性。此外，應用解構六角星拼圖所得之定理，將研究擴展至設計多隻羊拼圖以及摺出正八面體的多角星拼圖探討，並將之應用在創意園遊會闖關活動上。 （本作品之所有照片或圖片均由作者拍攝或繪製）

福爾摩沙山蛩(Spirobolus formosae)，分布於台灣北部低中海拔地區，為台灣特有種，棲息在潮濕腐質土或是爛掉的木頭中。馬陸在成長過程中，體長會增加，但體節數不變。大部分的福爾摩沙山蛩體節數在56-62節之間。每節有四隻(兩對)步足，尾部一節沒有步足的，雄馬陸除此節外，第七節也因生殖器而沒有步足，雌蟲步足公式：(體節數－1)×4；雄蟲步足公式為：(體節數－2)×4。高強度震動15分鐘後，馬陸鑽土的深度從平均值5公分變成7.375公分。馬陸為間歇性行走，雌雄無差。不同介質對於馬陸的行走並無太大影響。介質傾斜角度對於馬陸有非常大的影響，到0度以後速率明顯下降，D的速率在90度時甚至接近0。

本研究主要探討親水性與疏水性船體在船吸現象的影響。在原理方面，藉由作圖研究船吸現象、親水性與疏水性對彼此的影響，並藉此推導在理想情況下的加速度；在實驗方面，我們以試管去做驗證，發現親水性會互相吸引，而疏水性與親水性間會互相排斥。接著探討在不同變因下，親水性的船吸現象是否符合公式推導，而結果與推導出的公式相似：船寬及初始流速都與其成正相關，並且與質量不太有影響。進一步分析疏水性船體的影響，探討不同流速下疏水性是否都能對抗此現象，而在實驗過程中發覺中間水流似乎會衝向另一艘船，進而研究康達效應在本實驗的影響，並用其解釋實驗結果，最終，模擬真實情況的親水性障礙物，測試疏水性的船體是否能避免與它相撞。

本研究從著名的歐拉三角形公式出發，我們將圓內接同內心三角形，推廣至圓內接同重心三角形和圓內接同垂心三角形。有關同重心與同垂心三角形的存在性與作圖範圍，我們巧妙利用原三角形的九點圓來進行刻劃！再將研究項目放在同心三角形的邊的包絡線，我們先給出其焦點，再用純幾何方式來證明銳角三角形時，其包絡線為橢圓；鈍角三角形時，包絡線為雙曲線；直角三角形時，則是退化為垂心與外心。值得一提的是，本研究進一步整合同內心、同垂心、同重心三角形，發現面積成等比之關聯性。最後考慮將圓內接改成圓外切的同心三角形，這個難度提升很多，我們成功利用奈格爾線來處理這個研究項目，它顯著不同於圓內接同重心三角形。

本研究探討傳統廟宇彩繪用之「豬血灰」膠黏劑之性能，透過調製不同配比的豬血、石灰/蚵灰、熟桐油，分析其力學、黏度、透水性與老化色差等性能。創新之處為加入豆腐、蚵灰、立德粉與石膏粉製成可保存之粉狀豬血灰，並應用於實地廟宇壁畫修復。結果顯示，豬血與石灰體積比1:1、豬血灰與熟桐油比3:1最具黏著力與抗龜裂性，且環保配方具實用性與儲存性，可作為文化修復之綠色材料。

本研究以舒芙蕾為膨脹模型，探討蛋白打發、配料及烘烤條件等多重因素。提高攪速促進蛋白質變性並包入空氣，形成穩定泡沫；糖分次加入可提升黏度和界面穩定性。食鹽增加離子強度，破壞蛋白靜電排斥，降低泡沫穩定；氯化鈣的Ca²⁺使蛋白過度聚合，抑制起泡。檸檬汁有機酸調整蛋白電荷，提升穩定性。 低筋麵粉有助氣體膨脹，乳脂穩定氣泡界面，過量影響網狀結構。膨鬆劑方面，酵母產氣慢適合長時烘焙，小蘇打與強酸反應快易導致結構坍塌，建議搭配pH>3弱酸如酒石酸氫鉀，類似泡打粉，產氣速度平緩。烘烤溫度150°C佳，高溫長時使硬度增加、蓬鬆度下降。玻璃容器導熱慢有利麵糊膨脹成型。蛋白泡沫穩定性與膨鬆劑的協同作用是舒芙蕾成功膨脹的關鍵。

本研究探討在正n邊形及圓內接多邊形構形中，若已知外圍三角形面積，是否可反推原構形的邊長與面積。研究建立一套幾何與代數互相轉換的流程，透過面積比例推導遞迴數列，進而構建高次方程，並提出新符號 𝑇𝑃𝑄 及 𝑈𝑛𝑞𝑝 表示不相鄰乘積和，以簡化代數結構。進一步運用數學歸納 法 與極值邏輯，成功證明：當高次方程 式 具有正實根時，其最大正實根必定對應唯一的 多邊形 限定構形；反之，若多邊形限定構形存在，也可唯一對應於高次方程式之最大正實根。此研究不僅提供幾何反推的系統化解法，也為代數方程的幾何詮釋建立明確模型，具備理論價值與推廣潛力。