高超声速流动是高复杂性的可压缩粘性流动，其中存在激波、剪切层、激波/激波干扰、激波/边界层干扰、旋涡与分离流动等复杂流场结构。要对其进行准确模拟需要使用低耗散、强鲁棒性的激波捕捉方法。本文分别从激波捕捉格式的耗散性分析与激波稳定性分析两方面入手，重点研究了迎风格式在边界层区域与强激波附近的耗散性与激波稳定性。在理论分析与数值试验的基础上提出并证明了迎风格式精确分辨边界层内部变量梯度与稳定捕捉激波且无“红玉”现象的数值条件，为分析数值格式的耗散性与激波稳定性提供了有效的理论依据。并利用该条件对耗散低且鲁棒性差的数值格式进行了耗散性与激波稳定性修正，为修正已有的迎风格式与发展新型的低耗散且鲁棒性好的数值格式提供了具体的可行性途径。在此基础上，本文提出了一种耗散低且稳定性好的迎风格式HLLEM-S，该格式不仅能够精确分辨边界层内部变量梯度，在强激波处有很好的稳定性而且具有保总焓性质。通过在众多的一维与多维验证算例中与多种格式的比较发现， HLLEM-S格式在求解精度、鲁棒性、收敛速度与复杂网格适应性等方面均具有良好的表现，适合于高超声速复杂流动问题的模拟。