In this study, a CoFe2O4/AuNPs/IL (ionic liquids) nanocomposite modified glassy carbon electrode (GCE) (CoFe2O4/AuNPs/IL/GCE) was developed as an electrochemical sensor for the sensitive detection of As(III) in soil using square wave anodic stripping voltammetry (SWASV). Taking advantages of the catalytic systems of AuNPs, Fe(II)/Fe(III), and Co(II)/Co(III), along with the excellent adsorption capability of CoFe2O4 and the good conductivity of the IL, the proposed sensor exhibited an enhanced detection performance toward As(III). Additionally, the relevant parameters affecting the stripping peak current of As(III) were optimized, resulting in a detection limit of 0.22 ppb (S/N = 3) and a sensitivity of 0.69 µA ppb-1. Furthermore, the interference of high concentrations of nontarget ions on the peak current of As(III) was evaluated, wherein the current change rate was less than 10 %. Moreover, the developed sensor exhibited good stability and reusability with a relative standard deviation (RSD) of 1.44 % after repeating the measurements five times. The probable mechanism of the enhanced stripping signal based on a dual electrocatalysis system was investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Finally, the proposed CoFe2O4/AuNPs/IL/GCE sensor was successfully applied to the detection of As(III) in real soil samples, which demonstrated its good practical utility for the accurate detection of As(III) in environmental monitoring.

To enhance the aerodynamic performance of compressors in advanced aeroengines, a compound flow control method combining positively bowed blades and bionic-wavy leading edges is proposed for improving the aerodynamic performance of compressor cascades with controlled diffusion airfoils. This study verified the effectiveness of the compound control method through low-speed wind tunnel experiments using five-hole probe measurements and surface oil-flow visualization techniques. Additionally, the flow field structure was analyzed, and vortex models were established to thoroughly discuss the mechanism of the compound flow control method. The results show that within the incidence angle range of 0°–4° studied in this paper, the composite control method achieved significantly effective control, with a maximum reduction in overall total pressure loss of 25.8% compared to straight blade cascades. Three vortex models were established. The positive bowed blade cascade induced a complex vortex structure in the concentrated shedding vortex region, increasing losses in the concentrated shedding vortex (CSV) region but reducing profile losses. The coupled method further reduced profile losses and optimized the flow field in the CSV region. This study not only validates the feasibility of the compound method but also provides guidance for applying flow control methods to bowed blade cascades.

Abstract The North Pacific Meridional Mode (PMM) is the strongest interannual air‐sea coupled system in the subtropical northeastern Pacific, which can significantly impact the development of El Niño and Southern Oscillation (ENSO). This study examines performance of the second version of the Chinese Academy of Sciences Earth System Model (CAS‐ESM2), developed primarily at the Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences (IAP/CAS), in simulating the PMM, ENSO, and their relationship. It reveals that CAS‐ESM2 can well reproduce the tropical climate mean states, including sea surface temperature (SST), surface winds, and precipitation. Furthermore, the model shows a good ability in reproducing the seasonal evolutions of the PMM and ENSO. Moreover, CAS‐ESM2 effectively simulates the influence of the PMM on subsequent ENSO and the underlying physical mechanisms, including the wind‐evaporation‐SST feedback process, the trade wind charging mechanism and summer deep convection mechanism. However, some improvements are still needed, particularly in representing the periodicity of the PMM, an overestimation of the ENSO intensity and westward extension of ENSO‐related SST anomalies in the tropical Pacific. The results obtained from the CAS‐ESM2 showcase significant progress in understanding the interaction between air‐sea interaction systems over the tropics and subtropics.

Variable geometry turbines are essential for adjusting operational conditions in industrial gas turbines and variable cycle engines. These adjustments necessitate partial gaps at both ends of the variable guide vanes to alter the turning angle, consequently introducing an aerodynamic performance penalty. Moreover, the pivot layout profoundly influences aerodynamic losses. Research on turbine cascades that considers various partial gap layouts is limited, particularly in terms of experimental studies, which are rarely conducted. This study aims to diminish aerodynamic losses and augment the efficiency of gas turbines by examining the impact of pivot layouts on partial gap clearance and secondary flow. It further investigates the effectiveness of flow control strategies at the blade tip across different pivot configurations within a variable geometry turbine cascade, utilizing pneumatic probe scanning and surface oil flow visualization techniques. The results reveal that employing a cavity at the tip can significantly reduce aerodynamic losses in schemes both with and without a pivot, achieving maximum loss reductions of 15.8% and 3.7%, respectively. Additionally, a narrower squealer width can further decrease these losses. However, with a pivot located at the tip, the resulting separation flow and wake vortex become predominant sources of losses. The presence of the pivot weakens the tip leakage flow rate and the intensity of the tip leakage vortex (TLV), thus diminishing the effectiveness of cavity tip flow control. The cavity moderates TLV and enhances the interaction between TLV and the wake vortex, leading to increased aerodynamic losses.

Abstract The diurnal variation in sea surface temperature (SST) plays a critical role in the simulation of oceanic and climate changes. Only increasing the air‐sea coupling frequency from daily to hourly will result in a small SST diurnal amplitude. To accurately simulate this diurnal characteristic, a parameterization scheme for the diagnostic sublayer, which is shallower than the top model layer, and its temperature (sublayer temperature) was applied to models with coarse vertical resolution. In this study, we considered the effect of diurnal variation in SST on the performance of the second version of the Chinese Academy of Sciences Earth System Model (CAS‐ESM2). Upon increasing the coupling frequency (EXP1), the diurnal variation in the global SST was reasonably reproduced with an underestimated amplitude. The observed amplitude was reasonably captured when applying sublayer temperature parameterization (EXP2). We compared these findings to a simulation of no diurnal variation in the SST by focusing on climatology, interannual variation, and ENSO asymmetry in a tropical Pacific region. In EXP1, the climatological mean state bias was not improved, but the discrepancy in the overestimation of interannual variability was largely improved. Compared with EXP1, in EXP2, the climatological cold tongue bias was reduced, and the skewness bias was less underestimated. Both diurnal coupling and the sublayer temperature should be considered to improve the performance of climate models.

Abstract The sweeping jet actuator (SJA), widely studied as a potential flow control method in compressors and turbines, results in unnecessary performance losses due to its requirement for additional energy and mass input. In this study, a self-excited sweeping jet actuator (SSJA) method was introduced to enhance the application feasibility of SJA. The SSJA was arranged inside the blade, utilizing the pressure difference between the pressure and suction surfaces; therefore, additional energy input is no longer necessary. Wind tunnel tests were conducted to explore the effects and mechanisms of SSJA layout, size, and pressure difference between the blade surfaces in controlling flow separation in a compressor cascade with controlled diffusion airfoils (CDAs). Transient pressure was measured to reveal the frequency characteristics of SSJA. Key aerodynamic parameters were measured using a five-hole pressure probe, and oil-flow visualization was also performed to represent flow characteristics. Results show that by using SSJA in the compressor cascade, a significant reduction of 27.04% of the total pressure loss coefficient at 2° incidence was obtained. This control effect has great potential for application in the field of passive flow control. The streamwise vortices (SV) induced by SSJA enhance the momentum exchange between the mainstream and the boundary layer near the suction surface, which suppresses the suction side boundary layer separation and thus greatly reduces the flow losses. In addition, due to the different flow separation characteristics and actuation conditions at different incidences, the SSJA flow control effect is sensitive to incidences.