超声速与高超声速喷管广泛存在于风洞、高速飞行器、高能激光器等设备中，具有重要的航空、航天和军事应用背景。超声速与高超声速流动速度快、梯度大、间断强、热力耦合复杂、扰动传播区域有限，相应的设计技术十分复杂。超声速与高超声速喷管设计的主要任务是根据特定的几何、流动、结构、燃烧、传热甚至光学等约束条件，设计合理的壁面边界，通过流场加速、减速、转弯、分离或混合等得到所需要的超声速与高超声速流场。超声速与高超声速喷管设计技术涉及空气动力学、优化理论、微分方程数值解法、计算几何和计算机程序设计等学科领域，特别注重空气动力学理论的实际应用，具有明显的工程科学特征。