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高超声速飞行器表面气动加热和烧蚀所引起的外形变化以及其相关的数值模拟技术,对高超声速飞行器热防护结构的设计具有重要意义。飞行器在沿弹道的飞行过程中,气动热与外形烧蚀是耦合作用的,对其进行瞬态数值仿真是极具挑战性的课题。本文提出了一种沿飞行弹道计算气动热,并在不同时刻根据结构的温度场与烧蚀模型计算飞行器型面的烧蚀量,并进行网格自适应重构的时间推进数值仿真方法。首先,采用气动热工程算法计算飞行弹道中指定时刻的气动热环境,然后采用热分析软件计算热结构内部的温度场,并根据烧蚀模型确定烧蚀掉的网格单元及结构型面的后退量,并根据新的型面进行气动热网格与热分析网格的重构与调整,采用时间推进法进行下一时刻的计算。数值算例表明,本文发展的烧蚀行为模拟方法可快速实现烧蚀表面退缩全程的自动数值计算,且所计算出的烧蚀退缩表面精确光滑。此外,由于该方法只对处于烧蚀表面处的局部单元进行重构,其余部分网格不变,具有较高的计算效率。