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Kai Zhao
Author with expertise in Soil Carbon Dynamics and Nutrient Cycling in Ecosystems
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Carbon storage and carbon pool characteristics of Larix gmelinii forest in Daxing’anling, Inner Mongolia, China

Kai Zhao et al.May 31, 2024
Larix gmelinii is an important ecological construction tree species in northern China, and its carbon storage and distribution characteristics are of great significance for evaluating the carbon balance and climate effect of forest ecosystems. However, at present, there is a lack of systematic research on the carbon storage of L. gmelinii forests and its change with forest age. In this paper, the biomass and carbon density of L. gmelinii forests at different ages and the distribution of carbon storage in vegetation and soil were analyzed by means of sample plot investigation and model simulation in the northern forest area of Daxing’anling, Inner Mongolia. The influence of forest age on the carbon storage and carbon pool distribution characteristics of L. gmelinii forests and the mechanism of influencing factors were also discussed. Results show that: (1) As forest age increased, the total amount of carbon pools initially increased and then decreased, and the distribution structure of carbon pools showed a trend of transferring from soil to trees. The proportion of soil carbon pools gradually decreased (72.72–51.87%), while the proportion of tree carbon pools gradually increased (23.98–39.33%). The proportion of shrub and grass carbon pools was also relatively stable (0.51–0.53%). (2) Soil carbon pool was affected by the input and output of soil organic matter, soil depth, soil carbon content, and soil bulk density, shrub–grass carbon pool was affected by undergrowth light conditions and soil moisture, litter carbon pool was affected by litter input and output, and the carbon pool of trees was affected by the growth rate and carbon balance of trees. This study provides scientific basis and management suggestions for the carbon storage capacity of L. gmelinii forests and the mitigation of climate change.
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A Numerical Simulation of Mixture Formation in a Hydrogen Direct-Injection Internal Combustion Engine

Hao Chen et al.Dec 4, 2024
Direct-injection technology applied in hydrogen internal combustion engines can effectively prevent backfire, thereby improving the engine performance. Nonetheless, optimizing the injection strategy is highly intricate, requiring a comprehensive understanding of the hydrogen–air mixture formation process inside the cylinder. In this study, a simulation of hydrogen–air mixture formation was systematically conducted in a hydrogen direct-injection internal combustion engine using three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) software. Under rated conditions, the influence of the nozzle hole number, injection direction, injection timing, and combustion chamber geometry on the mixture formation was analyzed from the perspectives of flow state and mass transfer. The results indicate that more nozzle holes would lead to more significant non-uniformity of the mixture, mainly due to the Coanda effect. The normalized standard deviation (NSD) of a six-hole nozzle design is 0.3495, which is higher than the NSD of all the single-hole nozzle conditions. By changing the hydrogen injection timing from −144 °CA to −136 °CA, the non-uniformity coefficient of the mixture is little affected, while notable differences in the distribution of the mixture are observed. The appropriate injection directions and optimized combustion chamber geometries could also help to effectively organize the in-cylinder flow, significantly improving the uniformity of the in-cylinder mixture and reducing the likelihood of abnormal combustion events.