真实气体效应指包括离解、电离、辐射、烧蚀等一系列与气动热、气动物理学科相关的现象，并已成为高超声速飞行技术领域的研究重点。在高超声速飞行中，气体经过激波压缩或粘性阻滞减速，温度急剧升高到足以引起气体发生振动激发、离解、甚至电离，且在近壁区的激波层与边界层内尤为显著；同时由于气体运动速度极快，其化学反应可能尚未与当地温度、压力达到平衡，称为化学非平衡流动，属于真实气体效应的一种。本文的主要研究内容如下：本文主要研究考虑化学非平衡流动的真实气体效应对高超声速进气道流场结构及其性能的影响。利用美国ESI公司开发的空气动力学和气体热力学领域的软件CFD-Fastran，计算研究了高超声速空气热化学非平衡反应流场，其中化学非平衡计算采用有限速率化学反应模型。首先利用Park-Ⅰ经典空气离解反应气体模型，计算了高超声速非平衡钝体绕流问题，与文献中的实验结果吻合良好，验证了本文采用的化学反应模型的正确性。然后研究了高超声速进气道内的化学非平衡流动。计算不同湍流模型下典型二维进气道流场，对比分析计算结果选择出了合适的湍流模型。再基于二阶Roe格式空间离散算法及Park-Ⅰ空气离解反应气体模型，计算了等动压线上三种工况下二维混压式进气道流场及一种典型工况下三维侧压式进气道流场。对化学非平衡模型下的计算结果与完全气体模型下的计算结果进行了对比分析。结果显示，考虑化学非平衡的真实气体效应对高超声速进气道内流场结构及其性能具有一定的影响。主要体现在：高超声速进气道出口静温比下降，总压恢复系数及流量系数略有增大；二维混压式进气道，内外压缩段的斜激波激波角变小，进气道溢流量减少，流量系数增加，斜激波在内压段与壁面相交位置后移、反射次数减少，激波-边界层作用分离区后移，且分离区变大；三维侧压进气道，底板壁面上激波-边界层作用的流动分离区变大且前移，侧板压缩作用增强，冲压比及总压恢复系数增大，相当于化学反应吸热，冷却了通道，降低了发生热壅塞的可能性，进气道损失略有降低。