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佳作

台灣夏季午後對流閃電與地形之關係

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。

小『薯』立大功–馬鈴薯種薯克數成長情形與收成量之研究

馬鈴薯品種很多,我們選擇其中常見5個品種作為實驗種薯:研究發現發芽效益以克數來看是10g與20g,以品種來看最好黃肉,最低的是紫肉;成長高度以品種看臺一長得最好,克數則以40g長得最好,5g最差。馬鈴薯結薯總克數以克數來說:40g收成量高,50g並未占種薯優勢,5g最差,顯示成長高度與結薯總克數有相關性;以品種來說:則以大葉多,紫肉少。 從 CP值來看,首推大葉5g、臺一8g。從成本計算利潤而言,種植大葉5g的利潤最高,紫肉5g最低;從種植面積計算利潤來說,則是紅肉40g最高。 10g、20g文獻所言最佳種薯克數,然而實驗發現不論以收成量、CP值或利潤而言都顯示未必有最佳表現。

分進合擊—分解勾股數

本研究的目的是探討素勾股數家族的產生。研究方法是以最簡真分數數列產生素勾股數家族,研究結果是由最簡真分數數列產生股弦定差、勾弦定差以及勾股定差之素勾股數家族,更進一步由最簡真分數數列產生素勾股數三元樹。

再探勾股鐵路網

本研究從股差為 1 的素勾股數家族{(an,bn,cn )}得到關係式vn/un =1/(2+vn-1/un-1 ),其中n,un,vn∈N, un>vn,(un,vn )=1,un,vn為一奇一偶;以不同的v1/u1 代入關係式,迭代產生不同的vn/un,再由(an,bn,cn )=(un2-vn2,2un vn,un2+vn2 )產生股差為|u12-v12-2u1 v1 |的素勾股數家族;將(un,vn)當成平面座標(x,y),則股差為定值的{(un,vn)}構成平面座標中的「勾股鐵路網」;將(an,bn,cn )當成空間座標(x,y,z),則股差為定值的{(an,bn,cn )}構成空間座標中的「勾股鐵路網」;由不同最簡股差的乘積找到另外兩個關係式,由此得到股差為定值的素勾股數家族之不同的〈vn/un 〉,並由此確認最簡股差為定值的〈vn/un 〉之條數,進而確認最簡股差為定值的勾股鐵路之條數。

再探均分問題的動態穩定

本文探究是否能將三堆石頭移動成數量皆相等的狀態(稱之為「穩定狀態」),因為遊戲進行中,石頭的總數不變,故以石頭數量總和進行分類觀察,我們逐步探討得到:數量總和不是6的倍數之非穩定狀態數對無法形成穩定狀態,進而得到形成穩定狀態的充要條件,並且利用二進位表法歸納三堆時的移動次數型態,得到不須二進位即可操作的移動方法。最後,我們將此結果擴展到多堆石頭時,形成穩定狀態的充要條件及移動方法。

「氮」然處之

本研究主要探討「霾害」中的NO2氣體的各種特性,藉由自行組裝的簡易裝置進行含量的檢測,提早預警,減少傷害。實驗中NO2可利用Cu片及HNO3製備,且NO2溶於水後再次形成HNO3及NO,接著利用簡易裝置探討NO2的製備及其動力學參數的測定,再以化學冷光試劑魯米諾偵測NO2氣體濃度。最後,以自製簡易偵測NO2儀器,找出最佳偵測NO2氣體濃度的最佳條件,並設計儀器方便攜帶檢測。

0與1的邂逅

本作品主要研究「Hamming碼和序相鄰項」,利用二進位制去探討,我們取相鄰項奇偶性異同,制定一個邏輯運算,得到一個個序列稱X(n)。本研究發現以每4項去觀察X(n),並以二位進位制表徵去得到X(n)的快速解法,進而發現不同n的X(n)值相等的規律。 本研究命SX(n)為1~n的X(n)之和,我們得到求SX(n)的演算法。 本研究改變X(n)邏輯,提出對偶關係稱為Y(n),並討論Y(n)的演算方法及其性質。 我們也利用漢明碼序列和的奇偶性平舖於平面並塗上顏色,當作數字圖案的座標域圖形顏色的轉換,以應用在藝術地毯。

風起「電」湧 - 人工智慧於風力發電效率探討

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。

面積最大值定點

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。

「什麼魚」丸尚天然—自製手工虱目魚丸

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。