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超声速、高超声速内流场设计是目前需求迫切却难以解决的问题，本文提出一种基于特征线追踪的气动反设计方法，以解决全三维超声速粘性流场设计问题。为了验证特征线追踪方法的设计能力，将其应用于二维超声速喷管、三维方形流道和方转圆流道设计中，结果表明，设计所得流道内部气流膨胀均匀，流场品质较高，与预期流场相符，同时该方法可直接设计超声速粘性流场，避免了传统的边界层修正技术引入的误差。