李廷伟，张莽，赵文文，陈伟芳，蒋励剑

1. 浙江大学 航空航天学院，杭州 310027 2.中国电子科技集团公司第五十四研究所 航天系统与应用专业部，石家庄 050081 3.中国运载火箭技术研究院 研究与发展中心，北京 100076

钱学森根据努森数Kn定义流体的稀薄程度，将流动区域划分为连续流域(Kn<0.01)、滑移流域(0.0110)，稀薄非平衡流域包含除连续流域以外的3大流域[1]。

连续流域符合流体力学连续介质假设条件，连续介质流体力学是其理论基础，其中最具有代表性的控制方程为Navier-Stokes(N-S)方程，形成了以广义牛顿定律和傅里叶热传导定律为基础的基于NSF(Navier-Stokes-Fourier)关系的连续流数值模拟计算方法，此方法的发展为其他各种方法的建立提供了宝贵经验。稀薄非平衡流域中气体稀薄属性逐渐凸显，例如物面出现了十分显著的速度滑移与温度跳跃现象。此时在物面附近的努森层内，连续介质假设已经失效，准确地说是基于3大守恒方程(质量守恒、动量守恒和能量守恒)推导出来的黏性应力项与热流项已经不能再简单使用低阶宏观物理量(速度、温度)的梯度线性表征，即线性本构关系已经不再适用于精准描述稀薄非平衡流动问题。

对稀薄非平衡流问题的研究主要围绕稀薄气体流动控制方程——Boltzmann方程开展，它是分子气体动力学的基本方程，可以不受努森数的限制对连续流到自由分子流整个流域进行统一描述。Boltzmann方程是一个复杂的七维积分/微分方程，大部分研究均是对其直接或者间接求解，发展形成了多种数值计算方法与理论，统一气体动理论格式(Unified Gas-Kinetic Scheme， UGKS)[2]是其中一种代表性方法。……