摘要：鑒于高超聲速飛行中高溫氣體效應(yīng)帶來的壁面催化反應(yīng)可顯著增加氣動熱載荷,在氣動熱環(huán)境與結(jié)構(gòu)熱響應(yīng)的分析與預(yù)報(bào)中需充分考慮催化反應(yīng)帶來的影響。將簡化原子復(fù)合催化模型和有限速率催化反應(yīng)模型嵌入超高速流動-傳熱耦合分析模型中,建立超高速流動/催化反應(yīng)/傳熱多場耦合分析模型。其中,通過高頻等離子風(fēng)洞的催化特性測試獲得ZrB2-SiC超高溫陶瓷材料表面催化系數(shù)與溫度的函數(shù)關(guān)系,對比分析耦合計(jì)算和非耦合計(jì)算、簡化原子復(fù)合催化模型和有限速率催化反應(yīng)模型對氣動熱環(huán)境的影響和適應(yīng)性,結(jié)果表明材料表面催化特性對壁面總熱流有重大影響。對于具有較高熱導(dǎo)率材料的熱響應(yīng),耦合傳熱分析能夠有效避免非耦合計(jì)算帶來的過度高估的結(jié)果,而有限速率催化反應(yīng)模型可有效提高計(jì)算精度。在此基礎(chǔ)之上,通過耦合傳熱分析,揭示了催化反應(yīng)與壁面?zhèn)鳠岬膬?nèi)在關(guān)系,證明了在傳熱分析中考慮表面催化效應(yīng)可提升結(jié)構(gòu)熱響應(yīng)精度和防熱系統(tǒng)精細(xì)化設(shè)計(jì)的能力。