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臺灣

「液」立不「搖」~探討液體搖晃因素之研究

本研究旨在探討影響液體搖晃的因素及如何減緩液體搖晃振幅。研究中我們研發了第一代、第二代以及最後利用第三代自動式搖晃裝置,然後探討不同液體的種類、黏滯度、水量及搖晃強弱對溶液振幅的影響。實驗結果發現,溶液黏滯度越低、水量越少及搖晃強度越大時,溶液波振幅越大;除此之外,我們也進行減緩液體晃動的實驗設計。實驗結果發現:液面添加奶泡、降低容器內壁光滑度可減緩液體搖晃,溶液波減晃率最高可達26.4%。容器內放入筷子、湯匙等物品,以及利用托盤將容器分隔為多個較小區域空間,也能降低溶液波晃動,不僅如此,在容器內直立3個托盤,將容器分隔為4個小區域的方式,溶液波減晃率高達88.4%為最佳。

鋁程有快有慢-鋁空氣電池的特性探討

本研究將回收鋁罐的鋁片組裝成鋁空氣電池,改變碳層、電解液濃度、緩蝕劑種類等面向探討鋁空氣電池電流、電壓及電池效能。研究結果顯示以石墨棒粉末及塗佈量0.1g/cm2的碳層,1.0M氫氧化鉀作為電解質時有最高的電壓表現。以此作為單電池串聯3個電池可提供約3.80V電壓,並持續供電運作9.7小時以上。以三種緩蝕劑添加在8.0M氫氧化鉀電解液中,錫酸鈉與氧化鋅對於鋁金屬的減緩腐蝕效果較檸檬酸為佳,將0.1M錫酸鈉與 0.1M氧化鋅加入8.0M KOH電解液組裝3電池組,其電池效能低於以1.0M KOH為電解質效能表現,添加0.1M錫酸鈉在1.0M KOH在安全放電過程中延長電池壽命約14.3%。

摘要演算法和語句分析之關聯性

在這個資訊發達的時代,網路充滿著五花八門的資訊,導致我們在查詢資料時會因為這些雜亂且未經過濾的資料浪費許多時間,其中最為氾濫的便是點擊誘餌(clickbait),此種新聞常常有著吸引人的標題,而內容卻不會與主題相符,人們也常常在讀完整篇文章後才意識到自己浪費了許多時間在無意義的資訊上面。解決此問題很常用的方法之一便是運用摘要演算法來讓讀者先對新聞有一個大概的理解,不過,雖然摘要演算法越來越普及,但產生出來的摘要仍會和人為判斷的結果有所差距,進而造成閱讀理解上的錯誤以及偏差,所以我們想要藉由這次研究,從一個嶄新的角度切入,探討摘要演算法和句型分析之間的關係,融合原本向量建構的方式以及語句結構的分析來測試摘要的準確度,並且由結果研發出一個可以產生出更為精確的主旨之摘要演算法,除此之外,我們也會融合實地調查以及搜集意見的方式來更進一步探討人們思模式與產生出的摘要之關聯性。

「船」到橋頭自然直~探討水道船的船速變化

長400公尺,寬59公尺的長賜號(Ever Given)在寬265公尺的蘇伊士運河航行,因偏離軌道而擱淺6天,和岸壁效應有關嗎?在【力與運動】中,學到物體受外力時,運動狀態可能會發生改變。我們透過船速變化來分析螺旋槳的推進力與水的阻力。本研究設計一艘可以遠程遙控並調節3段速度的水道船。且在靜止無風的水面上,利用智慧光閘(smart gate)內建的雷射開關檢測器測量船速,以獲得精確數據。研究發現鈍圓船艏,在水道深度與船的吃水線比值大於4;水道寬度與船的寬度比值大於2.5的情況下,船速不會受到影響。當船速增加,水的阻力也會跟著增加,船隻偏離軌道的情形越嚴重。建議進入狹窄水域的船隻減速航行,可以降低船的動量和慣性,更好操控,也能減少岸壁效應的發生。

探究食品添加劑在糯米粉糰中的增塑效果

為了解含氫鍵的食品添加劑對糯米粉糰所造成的塑化效應影響,自製拉伸機探討。於文獻探討中,我們找到了數篇文獻也在探討添加物對澱粉延展影響的問題,不過其製備方式略有不同。其一為將澱粉混合並熱壓做成薄膜;另一為將澱粉配置成凝膠液。我們基於可製成食品的方向進行研究,目前所得研究成果與論文的情形相似,氫鍵確實會影響澱粉團的能承受張力,冷卻情形也是變因。其中,添加劑劑量增加可達增塑效果。冷卻時間越長,麵條越脆弱,彼此間能承受的張力差也越大。冷卻溫度降低則使麵條所能承受的張力提高。

兒茶素新天地-兒茶素與熱量限制對酵母菌壽命之影響

本研究探討熱量限制與兒茶素對酵母菌的影響,熱量限制(CR)可能具有延壽效果,而兒茶素被認為是潛在熱量限制模擬物(potential CRM)。以2%、0.5%和0.05%葡萄糖作為正常醣濃度、熱量限制與極端熱量限制進行實驗。結果指出酵母菌生長情形以CR組最佳,而加入50ppm兒茶素可提高其生長速率;醱酵實驗中兒茶素對酵母菌的產氣量影響不大;熱量限制與兒茶素的共同處理能增加其複製壽命;在SIR2基因實驗中發現在極端CR與CR加入兒茶素的組別,皆能增加其基因表現,此結果顯示在熱量限制下SIR2基因可能參與兒茶素增加複製壽命的作用。由此推測兒茶素具成為CRM的潛力,也發現CR搭配CRM可能有更佳的延壽效果,希望此研究能成為探討熱量限制模擬物之模型,作為研究人類延壽的基礎。

點分布與鋸齒狀函數的研究

若有n項,且的滿足ax={(1/2(b2+bn), x=1 1/2(bx-1+bx+1), 1以項數與其值繪於坐標平面並根據分布情況將點連線,圖形似鋸齒狀函數。 將原本散布圖的點經適當「不等量」平移後,再利用分段拼接概念,結合「取整函數」來設計一函數,使其能讓兩條異號的領導係數線段交替出現,形成鋸齒狀函數的圖形,最後再將點「不等量」平移回原本位置,即得一函數涵括所有點。 本研究將設定在不同條件下,分別可根據n值區分四類情況:n=4k,4k+1,4k+2,4k+3,k為正整數;在不同n值,其的一般項有著巧妙的異同處。 最後再將bx推廣到多項式函數,進而找到可行方法來求得對應的一般項ax。

「石」在好玩-探討放石頭的規律

為了在放石頭的限制之下,找出(n×m)大小的方格圖,可以放幾顆石頭,並找出通式,本研究由1×1的方格圖開始慢慢擴展,求出數據,然後利用數據找出規律並利用階差數列、牛頓插值定理找出R(n×1)、R(n×2)、R(n×3)、R(n×4)的通式,並預測R(n×m)會是n的m次方。再藉由費氏數列、二階非齊次遞迴式的解法等方法找出R(1×m)、R(2×m)、R(3×m)的通式及R(4×m)的遞迴式 。透過整合利用階梯式累加法用excel表格整理區塊和區塊間的方法數差,始能快速找出第n列的通式,而求出R(n×5)、R(n×6)的通式。希望利用這些通式,透過整合推出方格圖大小(n×m)的通式。

圖論演算法學習用之繪圖程式

本研究針對學習圖論演算法的需求,設計一套使用者友善的繪圖軟體Graphene。Graphene繪圖程式除了提供高可讀性的繪製結果,作為輔助繪圖的工具外,也可直接輸入競賽題目的文字格式測試資料產生繪圖結果,並結合現有繪圖演算法,改善、優化樹與類樹圖的繪製結果。此外,也加入時間軸、自訂外觀、參數調整、匯出圖片等功能,幫助學習者理解圖論演算法,亦可幫助教師製作教材,有助於圖論演算法教學。 Graphene採用的繪圖演算法以force-directed graph drawing演算法為基礎,實作節點的分布。然而初始的節點分布會影響繪圖結果,因此我們利用biconnected component、block-cut tree等圖論結構對圖的繪製進行優化。首先找出圖的biconnected component及關節點,重新定義block-cut tree裡的block,接著利用radial tree的布局方式配置每個block,再套用force-directed graph drawing演算法,得到最後的布局結果。如此可以減少不同block之間的交錯,得到較佳的結果。

"橋"遷之喜-水流對橋墩壓力與流速之探討

在日常生活中,橋墩遭河水猛烈沖刷,導致車輛或行人無預警的落橋事件,因此瞭解橋墩如何遭受水流破壞為當前重要課題。本研究藉由自製模擬渠道模型,探討水流碰到橋墩後的變化,並記錄不同變因下水流壓力與水流速度的關連性。經過實驗後,得到: 渠道水位越高時,則表層流速越慢,且壓力隨水位深度加深呈非線性增加。橋墩的存在會增加各量測的壓力值,尤其在橋墩前後壓力為最大,並隨橋墩與渠道邊的距離縮小,水壓會愈大而流速越慢。在橋墩形狀中發現,水流接觸的表面積越大,對壓力的變化也越大。不同橋墩形狀的流速比較△>○>◇>□> ,橋墩為四角柱時流速比較 > > > 。最後進行實際渠道測量,並與模擬分析比較,發現所有變因皆有共同的趨勢。