佳作

本研究的目的是探討：運用人工智慧輔助設計風力發電機的葉片，以提升發電的效率。我們從二維葉片剖面出發，以NACA5410翼型為原型，利用XFoil翼型設計軟體與人工智慧找尋最佳升力與最佳升阻比之剖面形狀，經由風洞實驗得到理論值與本文實驗具有相似的趨勢；接著我們基於該剖面形狀用3D列印製作了長方翼，實際裝上發電機後也證實，最佳化後的葉片顯著比原型表現更好；我們接著把實驗擴展到三維，即漸縮翼與翼尖小翼，透過實驗證實這些技巧對於風電效率有顯著的助益；而除了幾何形狀外，因配重可儲存動能的特性，我們也探討葉片設計的結果對配重的影響；最後，由於最佳升阻比之葉片有較低的能量損耗，排列風電機組的組合也得到更好的效果。

近來咖啡樹大增，造成在咖啡豆完成生活史的咖啡果小蠹迅速擴散，使用化學藥劑也難以防治。閱讀文獻發現白殭菌可以抑制咖啡果小蠹，因此我們採集帶白菌的咖啡豆進行培育，並透過前置實驗，找出使咖啡果小蠹早期死亡的蟲生真菌。經過菌種鑑定，此蟲生真菌是國外研究提高雌蟲生殖力的茄鐮刀菌。為了進一步了解此菌對咖啡果小蠹的影響，我們設計益生菌及抑生菌實驗。研究結果顯示噴灑4.39*106孢子液可在第3天達到半致死率；4.39*105孢子液可在10天內達到100%死亡效果；將噴灑4.39*106孢子液的咖啡果小蠹放入咖啡豆10天，可達22%長菌率，其殺蟲效果不亞於市售白殭菌，對咖啡樹上的疣胸琉璃蟻無致命影響。未來可將此菌與白殭菌共同運用於咖啡園中，達到生物農藥防治效果。

此篇作品旨在探討兩動點P、Q同時由原點O出發，沿直角△OAB 的邊界運動，Q點以每秒1單位的速率順時針方向運動，P點以每秒v(≧1)單位的速率逆時針方向運動時，在P、Q兩點相遇之前，△OPQ面積的最大值為何？當面積達最大時，P、Q兩點的位置是否有特殊現象或性質。更進一步，將其推廣到一般三角形，當△OPQ面積達最大時，P、Q兩點的位置是否也有這樣的現象或性質。再者，探討在任意三角形中，以速率v為變數時，△OPQ的最大面積函數F(v)的圖形。最後，則將其推廣到正n邊形，其中n=4，5，6，8。

本研究在探討咖啡外溢的原因，並試圖找出不讓咖啡外溢的理想杯子。 研究結果發現液體外溢取決於液面上升的高低與杯口的距離，而上升的高低又與瞬間加速、容器口徑和液面水位高低有關；液面升降的變化過程，則與產生初波後的來回衝撞有關。 研究結果發現設計一個可以簡易拆裝的杯壁阻隔板，能有效減少杯中液體的外溢現象。

無意間將一團濕沙子往水裡丟，發現掉入水中後會形成一個環內部有一個圓，看起來有點像土星加上土星環的形狀。我們研究濕沙子的質量、顆粒大小及形狀，亦改變水的深度、不同的水溶液、濕沙子掉落高度等變因對沙子於水中成圓的影響。透過實驗發現，以上各種因素都會影響到沙子成圓的結果。為了更進一步了解沙子成圓的機制，我們透過高速攝影所得到的高速影像，發現濕沙子在水中落下的過程中，由於沙子周圍壓力小而中間壓力大，使得沙子形成了由外向圓內轉動的漩渦現象，沙子因此向外擴散而變大，中間形成中空圓環，落下至底部前都持續的變大，而漂浮於水中的沙子則最後掉落於圓環中間，以至於形成一個像土星加上土星環的形狀。

以校園生活中看到的現象，借鏡日本薄膜農業經驗，在試錯過程中，找到便宜、易取得、製作時間短的薄膜，從中發展備製海藻酸鈣膜及細菌纖維膜(菌膜)的標準流程。測耐水性及耐候性可達1個月仍可再使用，海藻酸鈣膜及菌膜耐重性可達2400~2480 及490~870公克重量，菌膜可在一個月期間埋在土壤中分解完畢；海藻酸鈣膜膜厚愈薄，愈容易被分解，預測時間拉長到3個月以上可以完全分解。 利用這兩種膜來種植黃豆及小白菜，成功讓植物根系牢牢抓住菌膜，以發酵7天的菌膜及添加350及400毫升海藻酸鈉的薄膜生長速度最好。利用實驗的成功經驗，在學校食農農場露天種植豌豆、黃豆成功在15天內長高13~17公分及5~7 公分；其成果也讓學校老師帶著學弟妹到我們的實驗農場教學參觀。

我們的研究主要探討如何用虱目魚(又名“什麼魚”)肉自製出最好吃的虱目魚丸。研究方式是將虱目魚背肉以家用料理機打製成魚漿，擠至熱水中煮成魚丸，再以自己設計的咬勁與彈性測試機進行品質研究。在這個充斥黑心食品與人工添加物的年代，許多人開始嘗試在家簡單自製食品。我們在研究中發現，其實自製虱目魚丸過程不但容易有趣，且不需要添加任何非天然的物質。只需要在低溫下將魚肉絞碎，添加調味料打成魚漿，將魚漿冰存靜置一段時間，再以沸騰的熱水煮成魚丸；如果在製作魚漿時，加入一定比例的澱粉，將會提升虱目魚丸的口感。而我們所製作的虱目魚丸，在越來越多我們研究出的製程條件控制下，也越來越受同學們的喜愛，讓我們有很大的成就感。

本研究由2013 年夏季中5 個典型午後對流天氣系統，分析閃電發生地點與地形的關係。結果顯示雲對雲及雲對地閃電的起始位置均位於中央山脈西側斜坡、屬於西部麓山帶的區域。雲對地閃電最密集的區域位於由兩個山脈所包夾的谷地地形與西部麓山帶的前緣處，顯示地形為影響雲對地閃電發生位置的主要因子之一。山區水庫、湖泊等大型水體本身及其周遭的區域內有較為密集的雲對地閃電分布，說明谷地地形為發育對流胞與雲對地閃電的最佳位置。閃電高發生率的西部麓山帶上配置有南北超高壓輸配電線，然鄰近電塔（線）的雲對地閃電為零星散佈、並未與電塔（線）呈現線性分布的現象，故雷擊發生的地點乃是受到地形效應所影響，非高壓電塔的誘集而好發閃電。

圓內接四邊形有一個幾何定理：若圓內接四邊形的兩對角線相互垂直，則連接對角線交點與一邊中點的連線垂直於對邊，稱為婆羅摩笈多定理。 本作品將圓內接四邊形推廣至圓或橢圓內接多邊形的情形，定義其多邊形中若滿足「連接兩垂直對角線交點與一邊中點的連線垂直於對邊，同時連接同一邊垂足點的連線過對邊的中點」，則稱此多邊形為婆羅摩笈多多邊形。 先由兩圓相交關係來建構婆羅摩笈多四邊形，接著從圓內接正多邊形來探討婆羅摩笈多多邊形的建構原則，推導出其邊數及共圓性質，進一步推導出圓內接多邊形的情形。最後探討橢圓內接菱形、鳶形及正方形是否存在婆羅摩笈多定理及其幾何性質，再推廣至橢圓內接多邊形的情形。

我們以水壓65gw/cm2為基準，量測不同濾材的流通速率，作為濾程設計的依據，應用連通管原理、巴斯卡原理整合我們自創的腸道仿生濾柱，在有限的空間中設計出三區分離式連通管的最佳濾程組合，並結合UV-C殺菌燈管、太陽能供蓄電電池模組及無線遙控開關，設計出一台環保節能的家庭用移動式淨水裝置，體現工程思維及maker精神; 希望解決全球衛生落後地區，超過10億人無法取得乾淨飲用水的迫切問題，並獲Bill Gates foundation及Google邀請，赴美展示。