高速飞行器在飞行过程中防热层烧蚀形成的粗糙表面会影响飞行器的气动特性。针对该问题,对烧蚀表面的近壁流动数值模拟方法进行了研究。采用等效砂粒粗糙度和粗糙函数相结合的方法,对粗糙表面形貌以及对边界层湍流流动的影响进行表征。基于高速粗糙平板风洞试验,开展了3种粗糙壁面湍流模型的数值模拟和验证。最后,以10°尖锥标模外形开展了不同壁面粗糙条件下的流场数值模拟,分析了壁面粗糙对气动特性的影响。研究结果表明,壁面粗糙会对法向力系数、轴向力系数和压心系数产生较大的影响。

基于乘波体（Waverider Vehicle，WRV）外形利用多平面设计方法生成了一种多平面升力体（Multi-planar Lift-body Vehicle，MLV），针对乘波体和多平面升力体利用仿真方法开展了气动/隐身性能研究。基于层流方程的数值计算发现与乘波体相比，多平面升力体最大升阻比减小10%，最大升阻比减小量较小;纵向焦心和航向压心相对前移，质心系数取0.55时，纵向静稳定裕度较小，小攻角时需进行静不稳定控制，航向静稳定裕度较大，侧滑角未对升阻比和纵/航向静稳定特性产生明显影响。基于物理光学法（Physical Optics，PO）的雷达散射截面（Radar Cross Section，RCS）仿真计算发现多平面升力体可以实现RCS的整体减缩，在俯仰角60~120°，偏航角-10~10°范围内RCS较大，飞行过程中可通过姿态控制避开此区域。研究结果表明:多平面方法生成的多平面升力体具有较好的气动和隐身...