由于飞行器以大马赫数进行高超声速飞行时，飞行器头部会和流场发生激烈的相互作用，这时化学反应和电离反应就变得明显，成为了模拟中不可缺少的一环。伴随而来的在高超声速弱电离气体中出现的一大问题就是对电离后电子运动问题的处理。目前对于这一问题的研究还处在发展阶段，并没有完全成形的方法可以毫无瑕疵地解决这一问题。目前，DSMC(Direct Simulation Monte Carlo，直接模拟蒙特卡罗)方法被广泛应用于稀薄气体域的研究并取得了令人满意的结果。本文主要研究的内容是在非平衡化学反应的基础上加入电离反应，并对随之产生的电子运动进行处理。由于电子本身质量的奇异性，使其在不加任何处理的情况下运动速度远远超过其他粒子。这构成了DSMC中在同一时间步长内对分子运动模拟的技术难点，并且破坏电中性假设。本课题主要针对在DSMC中电子运动模拟的难度特点采用捆绑法和平均速度法来完成模拟，这样基本可以满足电中性的假设，同时也能避开电子在物理特性上的奇异性。其次，本文还对飞行器头部的主要气动参数进行了计算模拟，发现最大热通量出现在滞止点附近，以及滞止点附近的区域同时也是强压缩和壁面压力最大的区域。本文对高超声速弱电离气体的进一步发展和研究有一定的指导意义，其中电子运动的分析以及各气动参数的模拟计算对DSMC方法的推广和拓展也起到了一定的推动作用。