目的:通过观察工作状态下脱险潜水服充气系统和气囊头罩压力变化，研究充气系统动态供气特性。方法:模拟加压舱以 指数速率空气加压至设定压力 P1。 P1为0.2、0.7、1.1、1.6和2.1 MPa时，加压时间常数 b分别取30、20、10、7和4 s，记录加压过程中充气系统供气流量 Q、脱险潜水服气囊内相对压力Δ P、头罩内相对液位Δ Z，描述分析动态供气特征。 结果:模拟加压舱加压到0.2 MPa时，供气流量 Q快速线性上升，线性斜率 K与b的关系为 K＝747.81 b-0.26；随后 Q出现短暂的平台期，波动范围为0.9～3.1 kg/h，所处压力区间为0.2～0.4 MPa；此后， Q随环境压力逐渐增加。气囊内相对压力Δ P的变化反映了 Q的调节过程，加压至0.15 MPa，Δ P急剧上升至最高值，此后随模拟加压舱压力升高，Δ P趋于稳定；加压设定压力 P1越大，Δ P越高，但始终保持在11～14 kPa之间，Δ P与 P1的函数关系为Δ P＝ P10.088 4。头罩内相对液位Δ Z是充气系统供气的最终目标，Δ Z在加压过程中始终低于模拟加压舱水位，且随模拟加压舱压力升高而降低；Δ Z与气囊内相对压力Δ P相关，Δ P越大，同一深度下Δ Z越大。 结论:脱险潜水服充气系统的供气流量能与模拟加压舱加压速率相适应，可自动调整供气量，无需手动操作，能提高脱险的安全性。

目的:通过分析不同界面位置下的人员行为学指标和眼动数据，为全海深载人潜水器舱室界面设计提供参考。方法:由E－prime软件呈现模拟全海深载人潜水器舱室界面7个区域的视觉刺激。视觉刺激过程中记录受试对象对刺激反应的正确率和反应时间，同时连续记录受试对象的视觉停留时间、视觉摄入次数、视觉摄入平均时间、平均瞳孔直径、眼跳幅度、眼跳平均加速度和眼跳平均速度等眼动数据。结果:正确率由高到低的区域依次为3、6、7、2、1、4、5；反应时间由快到慢的区域依次为3、2、4、6、7、1、5；区域3和区域4的停留时间均较其他区域显著延长，差异有统计学意义( P<0.05或 P<0.01)；区域3和4的视觉摄入次数均较其他区域显著增多，差异有统计学意义( P<0.05或 P<0.01)；区域3的视觉摄入平均时间较其他区域显著延长，差异有统计学意义( P<0.05或 P<0.01)；区域6和7的平均瞳孔直径较除区域3外的其他区域显著降低，差异有统计学意义( P<0.05或 P<0.01)；不同区域间的眼跳幅度、眼跳平均加速度和眼跳平均速度两两比较差异无统计学意义( P>0.05)。 结论:建议全海深舱室界面设计时优先考虑将关键信息的显示位置布局在区域3和4，重要信息布局在区域1、2和5，次重要信息布局在区域6和7。

目的:探讨潜航员模拟操作不同难度机械手操作任务及排障任务时血压的变化特点及规律。方法:于2020年7月，以8名深海载人潜水器潜航员为研究对象，男性6人，女性2人。潜航员于"蛟龙号"深海载人潜水器1∶1模型内，执行不同难度的机械手操作任务和排障任务，测量潜航员连续血压，单次任务结束后填写美国航空航天局任务负荷指数表（NASA-TLX量表），分析收缩压（SBP）、舒张压（DBP）、平均动脉压（MAP）及脑力负荷等指标的变化。结果:单次任务中，潜航员SBP、DBP、MAP呈先升高后降低，第3分钟血压各值均明显低于第1分钟（ P<0.01），第5分钟血压各值均明显高于第3分钟（ P<0.01）。执行同种任务时，与安静状态比较，潜航员执行低难度、高难度、高难度+2-back机械手任务和排障任务时SBP、DBP、MAP均升高（ P<0.05）。任务难度相同时，潜航员执行机械手任务的SBP、MAP均高于执行排障任务的血压值（ P<0.05）。与低难度任务比较，潜航员执行高难度机械手任务的NASA-TLX量表得分明显升高（ P<0.05）；与低难度任务和高难度任务比较，高难度+2-back排障任务的量表得分明显升高（ P<0.05）。任务难度相同时，机械手低难度和高难度任务的量表得分均明显高于排障任务（ P<0.05）。1号、3号、4号、5号、7号潜航员（潜龄均为6年）SBP、DBP、MAP与NASA-TLX量表得分均呈正相关（ r>0.8， P<0.05）。 结论:载人深潜过程中，潜航员执行机械手操作任务和排障任务时，随着作业难度增加，潜航员脑力负荷升高，血压指标短时间内大幅度升高。同时，提升操作的熟练程度可降低潜航员作业时的心血管指标的变化幅度，血压可以作为评价作业难度及指导科学训练的有效参考。

目的:观察不同减压负荷后动物血浆一氧化氮(NO)和锁链素(DES)水平的变化，并探讨NO和DES在潜水减压损伤量化评价中的作用。方法:50只雄性SD大鼠按照随机数字表法分为5组，每组10只。组1大鼠不加压，舱内空气通风，120 min出舱；组2、组3、组4、组5大鼠70 m高压暴露70 min后，分别用40、30、20、10 min匀速减至常压。观察大鼠出舱后血浆NO和DES水平的变化。40只雄性家兔按随机数字表法分为4组，每组10只。模拟150 m快速上浮脱险，按照每4 s压力翻倍的方式加压。组1、组2、组3、组4家兔分别停留4、60、180、300 s后，以6 m/s速率匀速减至常压，观察家兔出舱后血浆NO和DES水平的变化。结果:与组1相比，组5大鼠血浆DES和NO水平明显升高，差异有统计学意义( P<0.05或 P<0.01)，组4大鼠血浆DES水平明显升高，差异有统计学意义( P<0.05)。大鼠血浆NO、DES水平与匀速减压时间的倒数正相关(NO： r＝0.683， P<0.01；DES： r＝0.535， P<0.01)，并呈显著的线性回归关系(NO： r2＝0.467， P<0.01；DES： r2＝0.287， P<0.01)。与脱险前相比，模拟快速上浮脱险后组3、组4家兔血浆NO水平明显升高，差异均有统计学意义( P<0.01)；4组家兔血浆DES水平明显升高，差异均有统计学意义( P<0.01)；组3和组4家兔出舱后血浆NO和DES水平均高于组1，差异有统计学意义(NO： P<0.05或 P<0.01；DES： P<0.01)。出舱后家兔血浆NO、DES水平与最大深度停留时间呈正相关(NO： r＝0.672， P<0.01；DES： r＝0.702， P<0.01)，并呈显著的线性关系(NO： r2＝0.452， P<0.01；DES： r2＝0.493， P<0.01)。 结论:NO和DES可量化反映减压负荷导致的机体减压损伤效应，为减压程序设计和安全性评价提供参考。减压损伤程度与决定减压负荷大小的减压时间(速率)的倒数呈线性关系，对减压理论模型中的减压速率参数控制有参考价值。

目的:探讨模拟100m氦氮氧(Trimix)常规潜水对家兔氧化应激和炎性反应的影响.方法:空白组家兔8只,模拟100 mTrimix;常规潜水组家兔8只.模拟潜水按照Haldane理论计算所得的水下阶段减压表减压.Elisa法检测家兔模拟潜水前、后血清超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)和过氧化脂质(LPO)等氧化/抗氧化指标的变化.同样采用Elisa法检测空白组和潜水组家兔肺、脑组织γ干扰素(IFN-γ)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素6(IL-6)、白介素8(IL-8)、髓过氧化物酶活力(MPO)和基质金属蛋白酶9(MMP-9)等炎性因子的表达,并比较组织湿干比(Wet/Dry ratio).结果:家兔潜水后SOD和GSH活性明显降低(P＜0.01),CAT、MDA和LPO含量明显升高(P＜0.01);潜水组家兔肺、脑组织中IL-8、IL-6、IFN-γ、TNF-α、MMP-9和MPO的表达均较空白组显著升高(P＜0.05,P＜0.01);潜水组家兔肺、脑组织湿干比与空白组差异不显著.结论:模拟100 mTrimix常规潜水对家兔氧化应激和炎性反应有显著影响.

目的 探索惰性气体不对称动力学在潜水减压算法中的应用.方法 在原有单一指数式动力学方程的基础上,根据机体内气体脱饱和慢于饱和的客观现象,采用分段函数分别构建饱和与脱饱和过程气体动力学方程,建立饱和-脱饱和临界点计算指数方程,构建不对称算法,并对比分析计算的减压结果.结果 应用不对称动力学后各减压站停留时间近似等比例延长,部分较深且时间较短的站停留时间维持不变.结论 不对称动力学可更近似地模拟体内气体运动规律,有效控制减压保守度,并可通过调节半饱和时间比以适应不同减压需求.

地下水作为干旱区生态系统的重要组成部分,对植物生长具有重要作用.以塔里木河下游英苏断面2011-2015年逐月地下水埋深变化为研究内容,基于非稳定流理论,以河道附近水位边界条件作为初始求解条件,以余误差函数erfc(x)为求解函数,综合考虑地下水变化时间滞后效应及潜水蒸发作用,旨在构建间歇性输水河道地下水埋深变化模型.结果表明:(1)生态输水期间,在短期内,临近河道地下水埋深波动较大,而远离河道地下水埋深波动并未受到较大的影响,生态输水作用影响河岸附近地下水埋深变化存在一定时段的滞后期,且随着距离河道的增加,滞后期增长.(2)以河道为基点的地下水非稳定流运动及潜水蒸发作用是影响沿岸地下水变化的诸多环境因子中最敏感的因子.(3)模拟结果表明基于非稳定流理论对塔里木河下游地下水变化模拟效果较好,达到了地下水模拟精度的要求,对塔里木河下游断面尺度上地下水恢复状况研究及后期生态恢复评价具有重要的理论意义与参考价值.

目的 探讨高速加压暴露(模拟潜水)所致兔中耳气压伤模型的建立条件和鼓膜损伤病理过程.方法 雄性新西兰兔22只,随机选取18只进行高速加压暴露(即暴露组),其余4只为空白对照组.空白对照组仅置于加压舱内相同时间而不予高气压暴露.暴露组以21/3指数速率空气加压至0.8 MPa,停留5 s后匀速减压至常压出舱.于暴露后当天(0 d)、3d、7d采集双侧鼓膜(动物数分别为10,4和4),采用大体解剖,光学显微镜和透射电镜等方法观察鼓膜损伤的病理过程.结果 高速加压暴露所致鼓膜穿孔率为2.8％(1/36).对暴露后0d的中耳损伤进行O'neill病理分级,其中Ⅰ级占80％(16/20),Ⅱ级占20％ (4/20).其中鼓膜早期(0 d)病理改变以组织结构破坏、出血、上皮和成纤维细胞凋亡为主,中期(3 d)以上皮细胞水肿为主,晚期(7 d)基本恢复正常组织形态,仅见不可逆的中间层弹力纤维结构紊乱.结论 经高速加压暴露后兔鼓膜经历为期7 cd的损伤-修复过程,此过程基本可逆,因此可通过该模型反映潜水中耳气压伤的病理特点.

目的 建立潜水减压病新西兰白兔模型及其评估体系.方法 选取25只新西兰白兔建立潜水减压病模型,采用DWC150型动物实验加压舱模拟潜水,压缩空气加压至500 kPa暴露60 min后,以200 kPa/min匀速减至常压.选取6只正常新西兰白兔置于加压舱内给予常压通气,作为正常对照组.减压出舱后,采用超声检查观察流经右心室的气泡量,对气泡量、后肢功能状态、呼吸功能、肺和脊髓组织病理检查结果进行评分,并检测血常规和凝血功能.结果 采用本减压方案,新西兰白兔减压病的发病率为76％(19/25),死亡率为28％(7/25).造模后,超声检查发现动物静脉系统内存在大量气泡,且气泡量评分高于正常对照组(Z=-3.702,P=0.002);新西兰白兔减压病模型的后肢运动功能和呼吸功能发生改变,其Tarlov评分、呼吸功能评分均差于正常对照组(Z=-2.172、-3.702,P均<0.05);肺湿干质量比较正常对照组增加(t=4.52,P<0.01).H-E染色结果示,减压后24 h新西兰白兔肺组织可见肺泡腔出血、肺泡间隔增厚,脊髓组织可见空泡样改变.与高气压暴露前比较,减压出舱后6 h、12 h减压病新西兰白兔的白细胞计数均增加(t=3.933、2.838,P=0.003、0.019),减压后1 h红细胞计数、红细胞比容均减少(t=-2.606、-2.481,P=0.031、0.038);血小板计数呈先降后升的趋势(F=3.024,P=0.039),减压后12 h时与高气压暴露前比较差异有统计学意义(t=2.545,P=0.031).结论 成功建立了新西兰白兔减压病模型,以及包括行为学、肺和脊髓组织病理学、炎性指标和凝血功能指标在内的减压病模型评估体系.

目的 设计一种可用于潜水员水下工效学研究的模拟训练与评价的水下作业模拟系统.方法 采用质量轻、不易变形的不锈钢材料,设计制作耐高压水密外壳,并将驾驶系统软件置于水密外壳内,通过外壳上部防水按键对模拟器进行操作.4名潜水员作为受试者进行水下作业工效模拟训练试验.潜水员及模拟器下潜至水下40 m,试验时间分别为2.0h,3.0h,3.5h,4.0h.结果 通过水下作业工效模拟试验,验证了模拟器水面外壳水下40 m深度防水耐压的性能指标要求,通过模拟前进、后退、上浮、下潜、转弯的操作,验证了模拟器场景模拟、页面切换及同步显示的功能要求.结论 本文建立的模拟系统能达到研制技术要求,可以提供真实的水下作业工效模拟环境.