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氦气内纯化器分析与实验

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 132-138页

作者：杜军军李正宇刘立强龚领会中国科学院理化技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

在不增加冷源氦气消耗前提下以提高氦气纯化器的污氦气处理能力为目标,分析了氦气内纯化的工作过程.优化了氦气内纯化器新流程,利用液化杂质冷量可有效降低冷源氦气消耗量,有利于扩展内纯化器低纯度氦的处理范围.设计了一台氦气内纯化... 详细信息

在不增加冷源氦气消耗前提下以提高氦气纯化器的污氦气处理能力为目标,分析了氦气内纯化的工作过程.优化了氦气内纯化器新流程,利用液化杂质冷量可有效降低冷源氦气消耗量,有利于扩展内纯化器低纯度氦的处理范围.设计了一台氦气内纯化器并开展了相关实验,结果表明:新内纯化器可将氦气纯度约为92.0%的污氦气提纯至99.999%高纯氦气;相较于现有商用氦气内纯化器,优化后内纯化器流程在不降低冷源氦气消耗的前提下,使得污氦气处理范围由氦气纯度95.0%扩展到92.0%.当高纯氦气产量不低于180 L/min时,冷源消耗量约32 L/min,冷源氦气消耗量降低约54.3%,新的内纯化器流程有利于提高为内纯化器提供冷量的氦液化器的液化量.

关键词：氦气内纯化器纯化分离流程分析优化设计

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脂润滑弧齿锥齿轮热弹流润滑与效率研究

摩擦学学报（中英文） 2024年第3期44卷 323-334页

作者：王振博郑鹏沈阳工业大学机械工程学院辽宁沈阳110870

基于油动重载四旋翼无人机的特殊应用条件,研究了无人机齿轮箱内脂润滑弧齿锥齿轮的润滑状态及啮合效率.推导了适用于弧齿锥齿轮的脂润滑雷诺方程,采用计算油膜剪切力和微凸体接触摩擦力组成的复合摩擦系数代替摩擦系数经验公式的方法,... 详细信息

基于油动重载四旋翼无人机的特殊应用条件,研究了无人机齿轮箱内脂润滑弧齿锥齿轮的润滑状态及啮合效率.推导了适用于弧齿锥齿轮的脂润滑雷诺方程,采用计算油膜剪切力和微凸体接触摩擦力组成的复合摩擦系数代替摩擦系数经验公式的方法,研究了在无人机各种工况下的齿面润滑情况和啮合效率.结果表明,本研究中提出的考虑粗糙度的脂润滑雷诺方程能够很好预测文献中的试验结果;弧齿锥齿轮的齿面较为复杂,不能用油润滑的中心油膜厚度算法近似估计脂润滑弧齿锥齿轮整个齿面上的润滑状态;1个啮合周期内的齿面摩擦系数在节点处最大;低转速情况下,齿面将进入混合润滑状态;1个啮合周期内啮合效率的变化与啮合位置密切相关,在啮入点处效率最低;在转速不变的前提下,润滑脂黏度越高,效率损失越大.

关键词：啮合效率热弹流润滑状态摩擦系数混合润滑

x86处理器向量条件访存指令安全脆弱性分析

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计算机学报 2024年第3期47卷 525-543页

作者：李丹萍朱子元史岗孟丹中国科学院信息工程研究所北京100085 中国科学院大学网络空间安全学院北京100049

单指令多数据流(Single Instruction stream,Multiple Data streams,SIMD)是一种利用数据级并行提高处理器性能的技术,旨在利用多个处理器并行执行同一条指令增加数据处理的吞吐量.随着大数据、人工智能等技术的兴起,人们对数据并行化... 详细信息

单指令多数据流(Single Instruction stream,Multiple Data streams,SIMD)是一种利用数据级并行提高处理器性能的技术,旨在利用多个处理器并行执行同一条指令增加数据处理的吞吐量.随着大数据、人工智能等技术的兴起,人们对数据并行化处理的需求不断提高,这使得SIMD技术愈发重要.为了支持SIMD技术,Intel和AMD等x86处理器厂商从1996年开始在其处理器中陆续引入了MMX(MultiMedia Extensions)、SSE(Streaming SIMD Extensions)、AVX(Advanced Vector eXtensions)等SIMD指令集扩展.通过调用SIMD指令,程序员能够无需理解SIMD技术的硬件层实现细节就方便地使用它的功能.然而,随着熔断、幽灵等处理器硬件漏洞的发现,人们逐渐认识到并行优化技术是一柄双刃剑,它在提高性能的同时也能带来安全风险.本文聚焦于x86 SIMD指令集扩展中的VMASKMOV指令,对它的安全脆弱性进行了分析.本文的主要贡献如下:(1)利用时间戳计数器等技术对VMASKMOV指令进行了微架构逆向工程,首次发现VMASKMOV指令与内存页管理和CPU Fill Buffer等安全风险的相关性;(2)披露了一个新的处理器漏洞EvilMask,它广泛存在于Intel和AMD处理器上,并提出了3个EvilMask攻击原语:VMASKMOVL+Time(MAP)、VMASKMOVS+Time(XD)和VMASKMOVL+MDS,可用于实施去地址空间布局随机化攻击和进程数据窃取攻击;(3)给出了2个EvilMask概念验证示例(Proof-of-Concept,PoC)验证了EvilMask对真实世界的信息安全危害;(4)讨论了针对EvilMask的防御方案,指出最根本的解决方法是在硬件层面上重新实现VMASKMOV指令,并给出了初步的实现方案.

关键词：处理器安全单指令多数据流(SIMD) 微体系结构侧信道攻击 VMASKMOV指令地址空间布局随机化(ASLR)

基于SRV的重载轴承润滑脂摩擦磨损性能模拟评定方法研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第2期44卷 242-253页

作者：赵启龙姜程苏怀刚娄文静张如良王晓波山东科技大学材料科学与工程学院山东青岛266590 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000 青岛市资源化学与新材料研究中心青岛市高端装备润滑技术重点实验室山东青岛266000

为提高润滑脂产品配方筛选效率、节约轴承台架试验成本,提出了1种基于SRV摩擦磨损试验机的圆柱滚子-圆盘线接触往复运动模式评定重载轴承润滑脂摩擦磨损性能的试验方法.采用四款重载润滑脂为试验样本,通过Pearson相关性系数法进行了SRV... 详细信息

为提高润滑脂产品配方筛选效率、节约轴承台架试验成本,提出了1种基于SRV摩擦磨损试验机的圆柱滚子-圆盘线接触往复运动模式评定重载轴承润滑脂摩擦磨损性能的试验方法.采用四款重载润滑脂为试验样本,通过Pearson相关性系数法进行了SRV圆柱滚子-圆盘线接触往复摩擦磨损试验结果与FE-8轴承磨损台架试验结果间的相关性探讨,确定了方法最优试验参数,并在最优试验条件温度25℃,载荷1 kN,位移1 mm,往复速率50 Hz下完成了方法重复性考察.结果表明:SRV圆柱滚子-圆盘线接触往复试验方法试验结果重复性良好、可靠性高,与FE8轴承台架结果对应性优于四球机磨斑直径法(SH/T 0204-1992)以及SRV球滚子-圆盘接触试验法(NB/SH/T0721),更适用于重载轴承用润滑脂在摩擦副表界面的抗磨减摩性能的分析评定.

关键词：摩擦磨损可靠性重载润滑脂相关性轴承台架试验

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高效双压氦液化循环研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 143-148页

作者：苏惠坤李正宇龚领会张梅梅中国科学院理化技术研究所航天低温推进剂国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100190

为了实现氦液化系统的高效性,提出了一种新型双压氦液化循环,探索在相同的高压压力下,流程参数、部件效率、系统液化率及(火用)效率等重要参数随中压压力的变化规律.结果表明:改变中压压力,流程液化率随着中压压力的增加而增加,而(火用... 详细信息

为了实现氦液化系统的高效性,提出了一种新型双压氦液化循环,探索在相同的高压压力下,流程参数、部件效率、系统液化率及(火用)效率等重要参数随中压压力的变化规律.结果表明:改变中压压力,流程液化率随着中压压力的增加而增加,而(火用)效率随之减小,当中压压力为7.0×10^(5)Pa时,液化量为90.46 L/h,(火用)效率达到最大值18.6%,当中压压力为12.5×10^(5)Pa时,液化量和(火用)效率分别为107.4 L/h和17.5%;双压氦液化循环相较于modified-Claude(修正-克劳德)循环,减小了节流阀处的损失,同时降低了系统功耗,提高了系统整体的(火用)效率.

关键词：氦液化器液化循环液化率效率 (火用)分析

GCr15钢滚动轴承疲劳剥落失效过程中一种针状相的形成

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金属学报 2024年第4期60卷 425-433页

作者：程胜孙阳赵文辉栾义坤郑成武李殿中中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870

在发生表面剥落的GCr15钢滚动轴承的表面裂纹附近发现了一种针状相,利用SEM、透射Kikuchi衍射(TKD)和TEM等表征手段研究了这种针状相的微观特征,分析了这种针状相的形成机理及其与表面裂纹的相互作用。结果表明,在GCr15钢滚动轴承表面... 详细信息

在发生表面剥落的GCr15钢滚动轴承的表面裂纹附近发现了一种针状相,利用SEM、透射Kikuchi衍射(TKD)和TEM等表征手段研究了这种针状相的微观特征,分析了这种针状相的形成机理及其与表面裂纹的相互作用。结果表明,在GCr15钢滚动轴承表面诱发的裂纹附近所形成的针状相是一种特殊的马氏体退化组织。这种针状相是因局部应力作用而形成的细长条状组织,其三维形貌为薄板状,内部存在微观孔洞和等轴状纳米晶。在滚动接触疲劳过程中,表面裂纹会优先沿针状相的微观孔洞扩展,使针状相的形成与表面裂纹的扩展相互促进,加速了轴承表面疲劳剥落的发生。

关键词： GCr15钢滚动接触疲劳表面裂纹针状相

流动点法表征润滑脂流动性与传统评定方法相关性研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第1期44卷 78-86页

作者：王亚南赵启龙孙龙琦于延晨蔡浩鹏娄文静中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000 青岛市高端装备润滑技术重点实验室青岛市资源化学与新材料研究中心山东青岛266100 淄博高端合成润滑材料创新中心山东淄博255035

为建立更完善、高效的轴承润滑脂流动性能评价体系,采用旋转流变仪、润滑脂和石油脂锥入度试验器、润滑脂相似黏度试验器、FFK低温流压仪测试了锂基润滑脂、脲基润滑脂和磺酸钙基润滑脂3种不同稠化剂类型的润滑脂的流动点、锥入度、相... 详细信息

为建立更完善、高效的轴承润滑脂流动性能评价体系,采用旋转流变仪、润滑脂和石油脂锥入度试验器、润滑脂相似黏度试验器、FFK低温流压仪测试了锂基润滑脂、脲基润滑脂和磺酸钙基润滑脂3种不同稠化剂类型的润滑脂的流动点、锥入度、相似黏度和流动压力,分别研究了锂基润滑脂、脲基润滑脂和磺酸钙基润滑脂3种不同稠化剂的流动点与锥入度、流动点与相似黏度、流动点与流动压力随温度的变化规律并分别计算了它们的皮尔逊相关系数,结果显示润滑脂的流动点与锥入度、流动点与相似黏度、流动点与流动压力具有线性关系,其中流动点与锥入度呈中等相关,流动点与相似黏度、流动点与流动压力呈高度相关,说明利用旋转流变仪测定润滑脂的流动点亦可用于评价润滑脂的流动性能.

关键词：润滑脂流动点锥入度相似黏度流动压力

M-RSF:面向Unikernel的一种多级反馈队列任务调度机制

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通信学报 2024年第5期45卷 54-69页

作者：董博南杨秋松李明树中国科学院大学北京100049 中国科学院软件研究所基础软件国家工程研究中心北京100190

Unikernel作为云计算领域的前沿技术,具有启动速度快和资源占用少的特点。但是,在云环境大规模任务调度场景下,目前Unikernel缺少根据其任务特点所定制的调度机制,这阻碍了Unikernel进一步发挥其性能优势。针对此问题,首先总结了Uniker... 详细信息

Unikernel作为云计算领域的前沿技术,具有启动速度快和资源占用少的特点。但是,在云环境大规模任务调度场景下,目前Unikernel缺少根据其任务特点所定制的调度机制,这阻碍了Unikernel进一步发挥其性能优势。针对此问题,首先总结了Unikernel的任务特点。在此基础上,提出了一种新的面向Unikernel的多级反馈队列调度机制M-RSF及其数学模型,在不影响Unikernel结构特点的前提下,能够更有效地对云环境下Unikernel的任务进行调度。同时,基于对任务特性的深入分析,提出了一种新的负载模型,该负载模型不仅可以准确刻画Unikernel的任务特点,还可以为M-RSF中调度策略的参数设置较合理的取值。最后,对M-RSF调度机制在OSvUnikernel上进行了实现和验证,实验结果表明,M-RSF可以有效减少OSvUnikernel在大规模任务调度时的平均等待时间和平均周转时间,相比于未经改动的OSv Unikernel,平均等待时间和平均周转时间减少达15%以上。

关键词：云计算 Unikernel 调度机制负载模型

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基于功耗计数器的处理器功耗实时估算方法

高技术通讯 2024年第1期34卷 25-32页

作者：贾凡章隆兵计算机体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

针对现有的2类处理器功耗实时估算方法的不足,本文开发了一种基于功耗计数器的处理器功耗实时估算方法。该方法结合了基于性能事件计数器和基于电路信号方法的优点,利用功耗计数器记录与处理器功耗密切相关的电路信号的变化次数,能够以... 详细信息

针对现有的2类处理器功耗实时估算方法的不足,本文开发了一种基于功耗计数器的处理器功耗实时估算方法。该方法结合了基于性能事件计数器和基于电路信号方法的优点,利用功耗计数器记录与处理器功耗密切相关的电路信号的变化次数,能够以较小的观测粒度实时估算处理器的功耗,并且具有较低的硬件开销。本文在龙芯GS364处理器上实现并评估了该方法。结果表明,使用16个功耗计数器可以在512个时钟周期的粒度内实现0.83%的估算误差,与此同时,它的硬件开销只占处理器总面积的0.063%。

关键词：功耗估算功耗计数器功耗管理性能事件计数 LASSO回归