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采用带真实气体效应的连续介质模型，考虑热化学非平衡气体效应的影响，建立了求解高超声速非平衡流动的模型和数值计算方法。对平衡气体模型和热化学非平衡气体模型在吸气式高超声速飞行器气动热数值模拟研究中的应用进行了比较分析，并引入St数研究了壁面催化对化学非平衡过程的影响。结果表明，X-43A F2 中S-1、S-3阶段非平衡气体的效应较弱，开展与温度场相关的研究可以采用平衡气体模型；S-2阶段热化学非平衡气体的效应相对明显，在该阶段采用非平衡气体模型研究温度场将更加合理；与非催化壁面相比，壁面催化使得传热增强，减少壁面催化可以有效地减少传热。