临近空间囊括了近连续流、滑移流和部分过渡流,是高超声速飞行器入轨与返回的必经区域。空间环境的特殊性决定高超声速飞行器在穿过时必须考虑稀薄大气环境对飞行器气动力/热的影响。同时考虑到数值模拟已广泛应用到气动力/热的预测当中,而网格质量是决定数值计算成败的关键之一,因此为了准确预测稀薄效应下高超声速飞行器表面的气动力/热,本文基于非线性耦合本构方程（NCCR）开展一系列的研究。首先本文基于当地梯度克努森数,提出一种适用于NS和NCCR方程的网格尺度参数准则,并分析不同因素对网格准则适用性和一致性的影响,验证该网格准则的工程适用性,并基于Kn_GLL给出适用于不同计算条件下用于确定壁面法向网格尺度上限的网格收敛判定准则。在不同来流温度条件下,将Kn_GLL与传统的基于来流参数的网格雷诺数准则进行比较,分析Kn_GLL相较于网格雷诺数的优越性。在计算外形的迎风区,NCCR方程对网格准则的适用性以及网格收敛判定准则回归到NS方程,这与NCCR方程在近连续流退化到NS方程有着密切的联系,证明了NCCR方程理论的正确性。在计算外形的背风区,研究不同疏密网格在预测背风区流动时的离散度,并指出NS和NCCR在背风区离散度产生差异的主要原因是两套模型对非平衡多尺度问题的适用理论尺度不同,导致对背风稀薄区的法向第一层网格尺度要求不同,并得出壁面法向网格尺度存在下限的结论。此外,通过NCCR方程与NS方程背风区结果离散度对比得出,NCCR方程所适用的理论尺度下限比NS方程要更小,拥有比NS方程具有更好的网格适应性。最后,本文基于网格收敛判定准则将平板、返回舱以及第IV和V型激波与激波相互干扰算例计算结果与文献或DSMC计算结果进行对比,验证NCCR方程对不同计算外形具有很好的计算精度以及网格收敛判定准则的普适性。