高超声速飞行器在高马赫数飞行条件下,会受到严重的气动加热问题。气动加热会给飞行器带来“热障”问题,这给飞行器材料选取及结构设计提出了更高的要求。为了给热防护提供理论指导和选材参考依据,就必须准确预测气动热环境,目前数值模拟技术已广泛运用于气动热环境的预测当中,而网格的质量又是决定数值计算成败的关键因素。对于高超声速气动热数值模拟,网格重要性就体现在物面网格和边界层内的网格分布。生成一套高质量计算网格的基础就是保证拥有一个能完整刻画模型外形的物面网格,其次边界层内的网格分布是否能够捕捉温度梯度的变化也是尤为重要。在这样的背景下,本文选取了球头、双椭球、升力体三种典型高超声速外形为研究对象,以自主开发的数值模拟程序为工具,对高超声速气动热数值模拟的网格无关性进行了相关研究。首先阐述了高超声速气动热数值模拟的研究现状,在此基础之上重点论述了网格对于高超声速气动热数值模拟的重要性,并基于前人的研究成果选取了网格雷诺数、法向网格增长比和物面网格疏密度三种网格因素为本文的研究要素。接着介绍了本文所用的数值模拟程序,主要从离散方法、通量计算、时间格式及边界条件设置进行阐述,并基于二维圆柱绕流试验进行数值模拟,通过将数值模拟结果与试验数据对比,从流场结构和壁面热流两个方面验证了程序的有效性。随后分别以球头、双椭球、升力体三种典型高超声速外形为对象,采用单一变量法,通过生成不同网格雷诺数、法向网格增长比和物面网格疏密度的计算网格进行数值模拟,将得到的压力、热流结果与试验值进行对比,探究了三种不同网格因素对高超声速气动热数值模拟的影响,分析了各自的成因及机理,最后通过热流误差分析得到了三者各自的网格无关范围,结论可为高超声速气动热数值模拟的网格生成提供参考。最后主要总结了三种网格因素对高超声速气动热数值模拟的影响,基于三种不同外形归纳了网格雷诺数、法向网格增长比和物面网格疏密度的网格无关范围。对与本文的不足之处进行了分析说明,并对未来可开展的工作进行了展望。