等离子体空气动力学的历史可以追溯到20世纪太空时代，自90年代中期以来，这一领域的研究日益增加，涵盖等离子体的流动和飞行控制、等离子体辅助燃烧、电推进、机载电力发电和磁流体热防护等领域.等离子体激励利用电场或电磁场激励，没有运动部件，结构简单，响应频带宽，参数易调节等优势，受到国内外学者的广泛关注，被欧美等发达国家列入重点研究发展计划.我国也于2005年在《国家长期科学和技术发展规划纲要》中将等离子体动力学列为"面向国家重大战略需求的基础研究"中的"航空航天重大力学问题".近年来等离子体流动控制和点火助燃是等离子体空气动力学发展的热点方向，其涉及的理论探索与技术开发推动了等离子体动力学的研究发展.本期《气体物理》等离子体空气动力学专题邀请了等离子体科学与航空航天应用领域的优秀青年学者撰写了7篇论文，内容涵盖流注等离子体数值模拟、等离子体电推进流体模拟、等离子体湍流能量传输模型、等离子体激励器流流场特性和等离子体射流掺混等方面.虽然专刊无法全面反映本领域的最新研究进展，但编者希望引起更多学者对等离子体空气动力学的共鸣，共同推动等离子体与流体动力学的进一步交叉和创新.

基于商用软件的等离子体数值模拟方案大多是基于标准Galerkin格式的有限元方法，在计算大气压流注放电时，存在数值振荡和伪扩散的问题，计算结果可靠性不高.针对针-板体流注放电结构，构建了修正的COMSOL Multiphysics等离子体模型.修正模型与COMSOL Multiphysics内置等离子体模块的区别主要在于增加了基于弱形式的人工稳定项.利用修正模型复现了经典的雪崩-流注转捩算例，并与经典纳秒秒冲过电压针板放电实验结果进行了对比验证.结果表明，引入修正后的商用软件模型能够克服数值振荡和伪扩散缺陷，确保等离子体数值计算的准确性和可复现性.

微型射频离子推力器具有结构简单、工作寿命长、推力动态范围大、性能调节响应灵敏等特点，是国际微电推进领域的研究热点之一.射频离子推力器电离室内的感性耦合放电等离子体特性和推力器的性能密切相关.为此，文章建立了低气压、小尺寸微型射频离子推力器电离室内感性耦合等离子体流体模型，开展了电磁场、流场、化学反应浓度场的多物理场耦合仿真分析，并研究了等离子体放电特征参数随推进剂工质气压、放电吸收功率、射频频率以及线圈匝数等因素的变化规律.结果表明，推进剂工质气压、放电吸收功率是调节微型射频离子推力器性能的主要因素，该研究为综合调控微型射频离子推力器的工作性能奠定了良好的基础.

对于空间环境中近乎无碰撞的等离子体，可采用Vlasov方程进行理论描述，基于Vlasov方程，讨论了等离子体湍流能量传输和耗散的过程：由亚格子应力引起的尺度间的能量传输，电场做功，压强张量做功（压强张量与速度梯度张量的相互作用）.通过混合Vlasov-Maxwell（HVM）数值模拟，进一步研究了能量传输通道之间的联系与区别.不同能量传输通道尽管在不同尺度起主要作用，但其空间的分布非常相似，即各能量传输通道之间存在一定的空间相关.结合近年数值模拟和卫星观测的结果，可以大致概括等离子体湍流从磁流体动力学（magnetohydrodynamic，MHD）尺度到动理学尺度的能量传输过程.

等离子体流动控制激励器由于其响应速度快、激励频带宽、能量损耗低、可靠性强的优势，在航空航天领域的主动流动控制等方面得到了广泛应用.文章提出了一种新型的等离子体气动激励器——三电极共面介质阻挡放电激励器，研究了该激励器电极结构对放电特性和诱导气流速度的影响，并与传统共面介质阻挡放电和沿面介质阻挡放电激励器进行了比较.结果表明：（1）随着激励电压的提高，高压电极和地电极之间先出现了丝状放电并逐渐延伸到第三电极；（2）随着第三电极与高压电极之间的距离增大，诱导气流速率从2.4 m/s下降到0 m/s，而第三电极宽度的变动对诱导气流速度影响可忽略不计；（3）相同外部条件下，该激励器诱导的气流速度小于沿面介质阻挡放电激励器，但高于共面介质阻挡放电激励器.

采用一台高重频、快上升沿纳秒脉冲电源作为激励源，对典型的双电极合成射流激励器进行放电，通过粒子图像测速法（particle image velocimetry，PIV）测量放电实验中激励器稳定流场特性以及发展速度.分析实验结果发现，随着重复频率的提高，合成射流的平均发展速度也随之增大，1 kHz时的平均速度最高达到28.28 m/s，并在单脉冲能量远低于微秒脉冲的情况下，实现了更快的稳态流场控制，表明高重复频率下，更多次数的脉冲放电可提高激励总能量，有效地弥补纳秒脉冲单脉冲输出能量不足的缺点.而且频率越高，流场发展速度越快，说明高重频工作模式会对输出总能量有补偿作用.

为了增强等离子体激励器的扰动能力、提升等离子体气动激励的控制效果，采用高压探针、烟流显示和PIV流场测试等多种研究手段，开展了磁场加速等离子体激励器特性研究，获得了激励器不同时刻的放电图像，分析了磁场强度对激励器电学特性与诱导流场特性的影响规律.结果表明，（1）放电等离子体的定向运动速度与磁场强度成正比，磁加速等离子体的最大移动速度达到了6 m/s；（2）通过对不同剖面的诱导流场进行研究发现，磁场加速等离子体激励器能够在近壁区产生一系列涡结构.此外，该诱导流场具有显著的三维特征与非定常特性.研究结果为开展基于磁加速等离子体气动激励的流动控制奠定了基础.

为提高姿轨控液体火箭发动机同轴式喷注器掺混性能，设计了简化的双股矩形射流发生器，开展了等离子体控制射流实验，获得了射流流场结构与速度分布，结果表明与单股射流类似，双股矩形射流同样具有很好的相似性，随着射流速度差的增大，相似性进一步增强，混合点逐渐靠近射流发生器出口，混合角和混合率增大，而涡量最大值减小；等离子体对射流相似性的影响较弱，主要增大了发生器出口附近的速度，缩短了射流核心区长度，增大了射流宽度和混合角，使得混合点位置移向发生器出口，扩大了高涡量值区域范围，不过3种实验工况下射流涡量和的正、负值均比较接近，混合率也非常接近，并且随着射流速度差的增大，等离子体控制效果降低；总的来说，等离子体激励器应安装在低速射流中，增大混合角比控制混合点位置对提高混合率更有效.