等离子体鞘套对临近空间高速目标飞行器电磁波通信的制约是目前亟待解决的热点问题,地面等离子体复现设备产生等离子体鞘套以研究其对信号传播的影响成为主要的研究方法,实际空间中高速目标飞行器再入过程中形成的等离子体电子密度是非均匀分布的,然而目前的地面等离子体复现研究设备不具备对等离子体电子密度分布调控能力,在本文中,探索了利用外加磁场的手段对临近空间高速目标等离子体电磁科学实验研究装置中等离子体喷流电子密度分布的调控作用。本文建立了磁场作用于等离子体喷流的多物理场紧耦合理论模型和磁场调控等离子体喷流电子密度分布的几何模型,模型中考虑了高温环境下空气的气体化学反应对带电粒子浓度的影响,然后利用外加线电流产生的静磁场影响等离子体电子密度的分布状态,为临近空间高速目标等离子体电磁科学实验研究装置利用磁场手段调控等离子体电子密度分布提供理论依据。主要研究内容如下:(1)建立了磁场作用于等离子体喷流的多物理场紧耦合模型。联合等离子体基本理论、宏观的磁流体方程组、微观的高温空气化学反应方程组,确立了包括层流场、传热场、化学场、稀物质传递场及磁场在内的五个物理场紧耦合的理论模型。(2)基于磁场作用于等离子体喷流的多物理场紧耦合理论模型,在COMSOL软件中建立了二维轴对称磁场调控等离子体喷流电子密度分布的几何模型,耦合层流场、传热场、化学场及稀物质传递场,考虑空气的7组分7化学反应的化学模型,进行了临近空间高速目标等离子体电磁科学实验研究装置中等离子体喷流的流场数值模拟,化学反应在流体中表现为逆向复合作用,随着等离子体喷流的流动,带电粒子数密度不断减小。(3)比较未加入磁场和加入与流体流速同向的+100A线电流产生的磁场两种状态,发现流体速度较未耦合前增大,温度下降更快且下降幅度更大,化学反应的逆向复合作用减弱;比较流入不同方向但大小相同均为100A的线电流,与流体流速同向的+100A线电流产生的磁场,可以约束等离子体喷流沿对称轴径向向中轴靠拢,高浓度的电子分布区域压缩了42.86%,分布区域更为集中,而与流体流速反向的-100A线电流产生的磁场,使得高浓度的电子分布区域沿对称轴径向向外扩张了42.86%;比较相同方向但大小不同分别为+50A、+100A、+150A的外加线电流产生磁场的作用,发现随着电流大小的增加使高浓度的电子分布区域沿径向向内压缩并且向中轴靠拢的约束趋势明显增加,约束高浓度的电子分布区域沿径向向内压缩效果由+50A时的无明显效果增长到+100A时对应沿径向向内压缩28.57%,以及+150A时对应的沿径向向内压缩14.29%,并且整体分布位置沿径向向内移动0.02m。通过理论分析及数值模拟,本文验证了磁场对等离子体喷流电子密度分布调控的有效性,同时也发现在利用磁场耦合进而产生洛伦兹力影响流体中电子密度的分布的调控方式,在对电子密度的调控之外,会对整个流场、化学场及稀物质传递场的重要求解变量都产生一系列的影响,磁场的调控需要考虑整个等离子体电磁科学实验研究装置中多物理场的联动变化。