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大量的实验研究表明自由射流在传播过程中会形成典型的蘑菇型涡结构,由于其周期较短,很难通过实验测量手段来研究这种蘑菇型涡结构的演化及失稳机理.本文以OpenFOAM函数库为基础,发展了一个采用有限体积法离散的、基于密度求解、多组分输运的大涡模拟求解器astroFoam,构建了合适的计算模型和计算网格,采用氮气作为射流气体,对射流压力比NPR=5.60,7.47的欠膨胀声速射流进行了数值模拟,和纹影测量的结果进行了定量的比较,对本文发展的数值方法进行了验证.对在欠膨胀声速射流传播过程中形成的蘑菇型涡结构进行定量的研究,对其演化和失稳过程进行分析和总结.