气动力、气动热的快速、准确模拟一直是高超音速飞行器设计的难点问题，传统CFD软件在模拟高超音速飞行器时计算时间长、网格划分费时费力、计算精度难以控制。为了解决上述问题，?；萍伎⒘苏攵愿叱羲倨?、气动热的快速计算和稀薄气体流动精确模拟软件，并且已经在航天航空领域得到应用，这些应用证实软件的适用性、可靠性和精确性。

1. 稀薄气体流动精确计算软件——Hi-Flowrarefied

Hi-Flowrarefied软件采用采用DSMC方法（直接模拟蒙特卡罗方法）模拟稀薄气体流动，它适合于精确模拟飞行高度在70公里以上飞行器如卫星、航天飞机、太空船、导弹等。在这一飞行高度，基于连续性假设的传统CFD模拟软件已经不再适用，而对于Hi-Flowrarefied来说，空气越稀薄，计算量越小。

DSMC在一个时间步之内将分子的运动和碰撞解耦，利用概率论选择碰撞分子对。它的优点是：很容易从一维发展成为二维或三维；可以采用各种气体分子之间相互作用模型，包括内部自由度模型和化学模型，而不需要引入复杂的计算模型；还可以方便地通过并行提高计算效率。因此，DSMC方法已经成为计算复杂多维过渡区流动的主要工具，从原理上可以用于从连续流到自由分子流的所有流区的计算，甚至代替实验作为衡量其他数值方法的标准。 

Hi-Flowrarefied的特色和优越性在于:

1) 适合于模拟过渡流动和自由分子流动，也可以模拟连续流动；

2) 包含浸没边界算法，通过导入表面网格，拼接飞行器结构，避免复杂的三维网格生成；

3) 通过与传统CFD软件耦合实现稀薄流动与连续流动的耦合计算；

4) 分区并行和计算负载平衡能力，可以在共享内存计算机和跨节点计算机环境实现并行计算，加快计算速度。

应用案例1:  MUSEC返回舱数值模拟

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应用案例2： 航天飞机再入分析

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应用案例3：进气道内流稀薄效应分析

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应用案例4：锥形喷管羽流计算 

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应用案例5：前沿脱落体激波稀薄连续耦合分析

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