This study focuses on exploring the potential of using liquid methane gas in engines by examining the combustion, thermodynamics, and emissions characteristics of a high compression ratio (CR) liquid methane engine. This is accomplished by combining experimental and simulation methods to integrate exhaust gas recirculation (EGR) technology and hydrogen addition. The results demonstrate that hydrogen addition can enhance indicated thermal efficiency and combustion completeness, but excessive hydrogen addition at extremely high CR levels may lead to increased knocking tendencies and a slight deterioration in combustion phase. In addition, the 50 % combustion location was maintained at 7.1 °CA between the optimal combustion periods of 8–12°CA with better heat-work conversion efficiency under the strategy of EGR 16 % and hydrogen energy fraction (HEF) 12 %. Last, the optimal strategy of 15.6 for CR, 12 % for HEF, and 16 % for EGR was obtained, which provided a better balance of engine performance, efficiency, and emission. The indicated thermal efficiency reached 47.23 %, and 4 % higher than the average of the strategies, indicating optimal combustion phasing and knocking performance. This study provides a more detailed optimization direction for natural gas engine and identifies an optimal strategy with excellent performance in all aspects of CR, EGR, and HEF.

Despite decades of mitigation efforts, eutrophication-induced algal blooms and hypoxia have not significantly decreased globally, possibly due to the legacy effects of eutrophication. The legacy effect has been more explored in inland waters and enclosed estuaries than in open coastal waters. Here, we reanalyzed cruise data from the East China Sea inner shelf to explore the effect of eutrophication on nutrient accumulations in high-saline bottom waters. Our dataset showed elevated nitrate (12.75 ± 6.51 μmol L−1) and phosphate (0.85 ± 0.26 μmol L−1) in high-salinity (salinity>34, temperature < 23 °C) bottom waters during the summer of 2006 to 2013. They were higher than those typically observed in the Taiwan Warm Current Bottom Water by approximately 5.45 ± 6.51, and 0.29 ± 0.26 μmol L−1, respectively. Significant correlations of nitrate with apparent oxygen utilization (AOU) and elevated AOU suggested that organic matter decomposition contributed to increased nitrate in bottom waters under eutrophication conditions. Based on an end-member mixing estimation, we found that the organic matter decomposition accounted for 28% to 37% of the nutrient concentrations in the bottom waters, with a standard deviation of 20%. Results from our mass-balance model indicated that 40–74% of regenerated nutrients are flushed out of the model box set within 95% equilibrium time due to the advection of offshore waters, assuming a residence time of 46.0 to 13.9 days. Based on cruise results in June and August 2009, the net accumulation rates of nitrate, phosphate, and AOU in the Taiwan Warm Current Bottom Water were estimated to be 0.046, 0.0036, and 0.44 μmol L−1 d−1, respectively. Such nutrient accumulations in the water column and the residual nutrients in sediment are crucial legacy nutrients, potentially triggering algal blooms. Conversely, the flushing effect suggests a significant transport of nutrients and other chemical elements to the offshore and open ocean.

Disentangling microbial community diversity patterns and assembly mechanisms is critical for understanding ecological processes and evaluating biogeochemical cycling in ecosystems. However, the diversity patterns and assembly mechanism of the microbial communities in the epipelagic waters in the northeastern Indian Ocean (NEIO) on the spatial scale are still unclear. In this study, we investigated the spatial dynamics, geographic distribution pattern, and assembly process of the bacterial community using 532 samples collected from the epipelagic waters in the NEIO during the northeast monsoon. The results indicate that the bacterial richness and Bray-Curtis dissimilarity exhibited the strongest correlations with depth compared to the latitudinal and longitudinal scales. The dissolved oxygen was identified as the most important environmental factor affecting the bacterial richness and Bray-Curtis dissimilarity compared to temperature and salinity. The distance-decay relationship (DDR) of the bacterial community strengthened with increasing water depth. Turnover was the predominant β-diversity component influencing the spatial changes in the whole bacterial community. The dispersal limitation of the stochastic process and homogeneous selection of the deterministic process governed the bacterial ecological assembly process of the whole bacterial community. Abundant and rare subcommunities differed in terms of the niche breath, composition changes. The abundant subcommunities exhibited a much wider niche breath than the rare subcommunities. Regarding the abundant subcommunity species changes, the contributions of the turnover and nestedness varied with the water depth and oceanic region. In contrast, turnover was the major β-diversity component regarding the changes in the rare species. These data improve our understanding of the ecological processes of bacterial community assemblages in the NEIO.

Abstract Objective The study aimed to investigate the correlation between fat fraction (FF), R2* value of vertebrae based on IDEAL-IQ sequence and bone mineral density (BMD) based on QCT, and their diagnostic value for low BMD and osteoporosis. Materials and methods Subgroups were divided according to different gender, age, BMI and bone mass to compare the differences in parametric variables. One-way ANOVA, independent samples t-test, correlation coefficient analysis, linear regression analysis and ROC curve analysis were performed. Results Significant differences were found in FF among different bone mass groups, and between different gender and age groups. While R2* only had significant difference between different gender groups and males with different age. BMD was significantly negatively correlated with FF, especially in women, and FF significantly negatively affected BMD after controlling for gender, age and BMI. There was mildly positive correlation between BMD and R2* in men, and R2* significantly positively influenced BMD controlling for the confounders. In addition, FF was positively correlated with age, whereas R2* was negatively correlated with age in men. FF had high diagnostic efficacy for low bone mass and osteoporosis, while R2* alone was weakly diagnostic. Conclusion Vertebral FF can be served as a potential important imaging biomarker for assessing low BMD and osteoporosis, and R2* of males can be utilized as an complementary parameter for evaluating osteoporosis. Advances in knowledge The IDEAL-IQ sequence has the potential to be used as an accessory examination in the diagnosis of osteoporosis, assessment of treatment efficacy and prediction of fracture risk.

The latest satellite in the Landsat series, Landsat-9, was successfully launched on 27 September 2021, equipped with the Operational Land Imager-2 (OLI-2) sensor, continuing the legacy of OLI/Landsat-8. To evaluate the uncertainties in water surface reflectance derived from OLI-2, this study conducts a comprehensive performance assessment of six atmospheric correction (AC) methods—DSF, C2RCC, iCOR, L2gen (NIR-SWIR1), L2gen (NIR-SWIR2), and Polymer—using in-situ measurements from 14 global sites, including 13 AERONET-OC stations and 1 MOBY station, collected between 2021 and 2023. Error analysis shows that L2gen (NIR-SWIR1) (RMSE ≤ 0.0017 sr−1, SA = 6.33°) and L2gen (NIR-SWIR2) (RMSE ≤ 0.0019 sr−1, SA = 6.38°) provide the best results across four visible bands, demonstrating stable performance across different optical water types (OWTs) ranging from clear to turbid water. Following these are C2RCC (RMSE ≤ 0.0030 sr−1, SA = 5.74°) and Polymer (RMSE ≤ 0.0027 sr−1, SA = 7.76°), with DSF (RMSE ≤ 0.0058 sr−1, SA = 11.33°) and iCOR (RMSE ≤ 0.0051 sr−1, SA = 12.96°) showing the poorest results. By comparing the uncertainty and consistency of Landsat-9 (OLI-2) with Sentinel-2A/B (MSI) and S-NPP/NOAA20 (VIIRS), results show that OLI-2 has similar uncertainties to MSI and VIIRS in the blue, blue-green, and green bands, with RMSE differences within 0.0002 sr−1. In the red band, the OLI-2 uncertainties are lower than those of MSI but higher than those of VIIRS, with an RMSE difference of about 0.0004 sr−1. Overall, OLI-2 data processed using L2gen provide reliable surface reflectance and show high consistency with MSI and VIIRS, making it suitable for integrating multi-satellite observations to enhance global coastal water color monitoring.

Aiming at the problem of centroid deviation of aircraft carrying multiple fuel tanks under different fuel supply strategies, the time discretization, coordinate transformation and vector synthesis methods are used to obtain the centroid change curve, and the centroid change problem caused by the change of pitch attitude of the aircraft is studied. The Euclidean distance between the aircraft centroid and the ideal centroid is minimized as the objective function, and the optimization model is established. The fuel supply rate of each tank is obtained by particle swarm optimization algorithm, and the centroid optimization strategy is finally obtained. Simulation results show that the proposed strategy can effectively find the optimal fuel supply strategy for aircraft, which provides important reference value for aircraft design.