2018年

生活中發現線軸會因拉線角度的不同而收放自如，此現象激起了想探究的決心。我們初步發現線軸在不同變因下會有一個特定的臨界角θc而改變其滾動方向，因此本組選擇了拉力大小、線軸重量、線軸內外徑比值及不同接觸面性質(靜摩擦係數)作為實驗的四種變因，並設計了「線軸收放儀器」來進行實驗探討。為了精確測量臨界角，實驗時儀器中的粗調裝置是利用螺帽固定螺旋桿以大範圍調整定滑輪的升降高度，微調則利用指針帶動螺旋桿轉動角度來微調定滑輪的升降，將實驗過程攝影記錄，並再利用Tracker分析物體改變滾動方向時的臨界角。實驗顯示，影響線軸滾動方向的臨界角大小，和線軸之拉力大小、線軸重量及接觸面性質皆無關，只和線軸內外徑的比值有關，即cos⁡θc =r/R。

台灣位於太平洋地震帶，80%強震發生於此處，且台灣老舊建築為數甚多，因此震後結構物之健康診斷相當重要。 本研究為解決目視監測之侷限與實驗模態分析面臨邊界與縮尺效應等問題，基於操作模態分析，發展一套快速、方便與準確之結構物健康診斷系統。 使用地震儀量測結構物之速度訊號，透過區域基線修正與極端值修剪等訊號前處理，再利用Lo et al （2015）提出之Multiscale Symbolic Entropy（MSSE）計算不同尺度之熵值，以建立結構物於健康狀態下之模型，地震發生後以相同之方式量測、分析多尺度熵趨勢，並比對地震前後之模型是否改變，藉以判斷結構物是否受損。 經過十九次於兩座橋、五個測站之測量，再經過數據前處理後，利用MSSE計算多尺度下之熵，而多尺度熵之趨勢有高度之一致性，證明此方法適合用於結構物健康診斷。 應用層面來說，此方法不需耗費長時間來完成，只需要幾次之測量來確定其數據之一致性，並於地震後再進行另外幾次的測量，此方法即可判斷該結構物是否受到地震之影響。

台灣西南平原的測站紀錄中時常會出現明顯的短周期表面波，此類型表面波常常是因為震波在沖積層共振而產生。本研究利用表面波的低頻、長持續時間的特徵，量化分析2016年美濃地震、2010年甲仙地震與2012年霧台地震中發育的短週期表面波，並與相關圖資套疊，找出與場址特性的關聯。 本研究分析後發現，此三地震皆在西南平原發育出表面波，又以台南七股地區發育得最完整，討論後認為這與此區的地質構造與沖積層厚度有關。量化分析中，時頻圖與頻譜得到的主頻由東到西遞減，與表面波發育情形有近似的分布，持續時間則不明顯，但持續時間的分析因為測站資料不足而有困難，這部分仍待解決。而套疊圖資的結果中，沖積層等深線圖較能符合量化分析的趨勢，土壤液化潛勢圖則否，經確認後發現這與牽涉表面波的地層深度有關。根據本次研究強地動的結果，是能運用在快速掃描沉積地層，較各站鑽探快速且普及。

本次研究提供一個更安全、效率、節省空間的回收鐵鋁罐新方法 － 扭轉。藉由預期圓筒在扭轉過程，對於固定半徑和長度會自發產生的摺痕數，事先在表面壓痕，一旦喝完飲料，只要輕輕一扭，馬上能將罐子安全地變扁，不用擔心割到手或罐子在踩壓時飛噴傷人。 我們系統地從實驗觀察和歸納不同半徑、長度、厚度、材料及拉伸力對於圓筒摺痕數目 (N)和偏斜角(α)的影響，並從幾何和能量考量，推導出符合實驗結果的簡單公式，得到不同參數下的擬合曲線，用來實際製作各種材料的回收模型。 由於日常容器有其他形體，我們接下來推廣到兩端半徑不同的圓筒和正多角柱。藉由實 驗數據及修正圓筒理論，得到較廣義的規律摺痕理論公式，預期同樣能夠利用此公式來設計摺痕；正多角柱與圓筒類似，在扭轉後產生規律的摺痕，只是數目和種類需要修正，因此也能夠利用扭轉達到壓縮的效果。

本研究共設計十二個實驗，探討垂直型風力發電機如何將各方吹來的風充分利用，首先設計能減少風力扇葉轉軸轉動摩擦力的軸承，接著製作導流罩以收集所有吹進來的風並提高 磁動生電的轉換效率。我們製作的風力發電機將來自四面八方的自然風有效利用，具積少成 多的集風特性，輸出電壓可達30V以上，並能針對鋰電池充電，發揮以時間換取空間的特殊功能，且因為體積小，非常適合於臺灣地狹人稠而且風力不強的環境。我們將自製的發電機實際應用在學校走廊、樓梯間以及樓頂進行發電，可以提供夜間照明，達到自給自足的綠色能源目標。

本研究分析北極震盪指數(AOI)、北大西洋震盪指數(NAOI)、北太平洋震盪指數(NPOI)、南方震盪指數(SOI)、與南極震盪指數(AAOI)相關性，並與海溫距平值進行相關係數計算，進而推求區域洋流與大氣指數間的連動性。 研究發現各指數間具一定程度關聯，如AOI與NAOI指數全年12個月均達中度相關，可能與指數計算方式有關。海溫距平與指數相關性探討，各指數可影響區域海溫，有些呈現大規模面積變化，且連續數月，甚至影響跨越半球。部分大氣指數與海溫距平值相關性具有季節差異，如反聖嬰時太平洋西岸(黑潮區域)冬季較正常低溫、夏季較正常高溫。祕魯涼流則受SOI影響主要在秋、冬季(9、10、11、12、1月)，反聖嬰時祕魯涼流有增強趨勢，兩項推論均符合聖嬰現象理論。本研究目前僅用統計方式，呈現指數與海溫、海流關係，但指數與海溫間是否相關，還需要更多學理驗證。