高超声速飞行器在飞行过程中,由于黏性耗散和激波压缩,流动一般具有高速、高温和热化学非平衡的特点；同时由于气动热约束,高超声速巡航要求在密度较低的大气环境中进行,稀薄气体效应显现,流动物理更为复杂。本文结合CFD与DSMC方法,分别模拟了平板、圆柱和球头等简单外形在氩气和近真实大气环境中飞行时的流场,分析了稀薄气体效应对高超声速流动的一些影响规律。研究发现,平板前缘存在局部稀薄气体效应,即使对于小Kn数流动,CFD与DSMC模拟结果在前缘区域亦存在一定差异；此外由于黏性效应与稀薄气体效应存在竞争,壁温变化对气动力的影响随Kn数呈现非单调的变化规律。在大气环境条件下,高温引起的分子振动激发、化学反应等真实气体效应将显著改变飞行物前缘附近流场,并在一定程度上降低壁面的摩阻系数和Stanton数；但在稀薄气体效应显现后,真实气体效应的影响受到削弱。目前的研究表明,高超声速稀薄流动中存在着多种物理效应的相互耦合,需要采用恰当的、多层次的理论和数值模拟才能给出合理而准确的流动描述。