针对高超声速进气道在非设计工况下来流捕获量减少的问题,进行了激光能量沉积控制来流捕获的物理建模和数值模拟,在连续激光能量沉积和脉冲激光能量沉积两种方式下获得了进气道的性能参数.激光功率为15 kW时,脉冲重复频率越高,与连续能量注入情况下的进气道性能越接近.脉冲重复频率为100 kHz时,计算了脉冲方波占空比为0.1,0.2,0.3和0.4时的进气道流场,结果表明:占空比对进气道性能的影响不大;激光脉宽为500 ns时,保持激光平均功率不变,当频率为200 kHz和100 kHz时,流场结构与连续能量注入时类似,而当频率为500 kHz和25 kHz时的进气捕获量都有所降低,因此,提高激光脉冲重复频率的同时,降低平均功率,不仅可以有效增大来流捕获,还可降低能耗.

采用数值模拟的方法研究了激光重复频率、点火位置及来流马赫数等参数对激光能量沉积减小超声速钝头体波阻的影响。数值模拟结果表明, 由于激光能量的沉积产生的低密度区与弓形激波相互作用, 在钝头体前形成了类似虚拟尖锥的回流区, 使原弓形激波逐渐向阻力较小的斜激波转变。阻力随着频率的增加而减小, 当频率增加到200 kHz时, 阻力减小到约为原来的17%, 能量效率的最大值出现在频率为50 kHz处。说明控制参数的选择对减阻性能起着关键的作用。

利用激光等离子体减小高超声速飞行器波阻是一种新概念减阻方式，点火位置是研究减阻效能的重要参数。基于有限体积法和分区结构网格划分的高分辨力数值方法， 在气流马赫数为6.5、飞行高度为30 km条件下，计算了不同点火位置对减小高超声速飞行器波阻的影响。研究结果表明：利用激光等离子体可以有效地减小高超声速钝头体飞行器波阻；点火位置到驻点的距离与飞行器直径之比为2时，减阻效果最好，且数值模拟与理论计算结果吻合较好。

激光脉冲作用于工质,使工质烧蚀反喷,产生微小冲量.研究了扭摆微小冲量测量方法,提出了在激光烧蚀反喷作用力下扭摆的运动方程,激光单脉冲作用下冲量所满足的积分方程.进一步通过积分方程的离散化方法,提出了激光单脉冲冲量的计算方法,并且进行了精度分析.为采用扭摆测量激光单脉冲冲量,提供了工程测量和计算方法.