高超声速气动热弹性分析涉及流场、结构场和温度场的耦合，这是一项复杂而耗时的工作。根据分层求解策略，提出了基于降阶模型的高超声速气动热弹性分析框架。分别采用系统辨识法和固有正交分解法法建立了高超声速气动力和气动热的降阶模型，并与模态叠加法耦合，实现了热平衡状态下气动热弹性问题的快速计算。以典型的高超声速三维机翼为例，预测了热结构的颤振动压，与全阶流固热耦合计算结果吻合较好。提出的气动热弹性分析框架提高了计算效率和精度，可应用于工程分析。