临近空间吸气式高超声速飞行器具有飞行速度快、机动能力强、打击精度高等优点,在国防军事及民用航空领域等方面具有广阔的应用前景。作为临近空间高超声速飞行器的关键技术之一,高马赫数大动压下的多体分离复杂流动干扰及机理一直是研究的热点。由于试验研究存在难度大、研制费用昂贵、周期长等困难,迫切需要发展一种高精度、强鲁棒性的数值仿真方法来深入研究高马赫数大动压情况下（尤其是存在复杂约束条件）的多体分离复杂非定常流动现象及气动特性,为飞行器总体及分离系统设计提供重要支撑。本文首先通过二维简化模型,建立了一套考虑多体复杂约束和分离时序的多体分离模拟方法,该方法具有良好的鲁棒性和可靠性;定性地研究了整流罩运动过程中的复杂内外流耦合机理:分离过程中不仅出现了强烈的波系干扰以及激波扫掠,还出现了“溢流”现象,影响了内流道流动;通过分析解锁角度对各部件的运动及受力的影响规律确定了合理的解锁角度（40°）。随后基于二维研究,针对三维外形开展了两种不同分离时序的整流罩/级间分离模拟研究,揭示了分离过程中流场的演变规律和内外流流动干扰机理,定量分析了各部件的力学特性、运动特性以及分离部件对于飞行器的干扰特性。研究表明,高超声速飞行器多体分离过程中,由于各部件相对位置不断变化,分离时会出现运动着的激波/激波干扰、激波/边界层干扰、大尺度流动分离等复杂的流场,冲压发动机内流道可能出现强烈的压力震荡现象。同时,作动筒及整流罩约束的作用力不仅显著影响了运动规律,也使得飞行器受到瞬时冲击载荷。相比于整流罩与助推级同时分离的情况,先分离助推级再分离整流罩的方案（顺序分离）可以显著降低了巡航级所受的干扰时间（165 ms）和巡航级各项干扰量的峰值（降幅最大达39%）。