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可压缩射流问题是航空航天领域的重要课题之一，它有着广泛的实际应用背景，蕴含其中的复杂流动物理有待探索。本文以燃烧室内燃料的混合为背景，采用大涡模拟方法数值研究了两种典型的射流问题，包括不同内外射流压比、唇口厚度的欠膨胀同轴射流问题和超声速来流中的横向脉冲射流问题。具体工作内容如下： (1)采用大涡模拟方法研究了出口声速的欠膨胀同轴射流问题，着重分析了流场结构的动力学演化，重点考察了内外射流出口总压比的影响。欠膨胀同轴射流在近场会形成比单孔射流更为复杂的激波和涡结构，如内射流形成的激波、外射流的二次激波、双剪切层以及出口回流区等结构。不同总压比条件下的研究表明，当外射流压力高时，二次激波结构和对应的外剪切层增强:当内射流压力高时，激波减弱，外剪切层也更容易失稳。对剪切层涡量厚度、对流马赫数以及射流半宽的讨论发现，不同压比导致射流在近场的演化存在明显差异。为了研究激波/剪切层相互作用，基于Lamb矢量分析对近场的剪切、压缩过程进行了讨论。Lamb矢量旋度在激波位置合理地捕捉到多层结构，这些结构代表了由强压缩导致的对流过程;而Lamb矢量散度在剪切层出现卷起位置的幅值代表强剪切造成的剧烈的动量交换过程。对存在激波/剪切层相互作用的局部流场的胀压和涡量进行了讨论，结果表明激波加速剪切层的失稳和湍流化过程。此外，压力脉动的频谱分析说明剪切涡会造成激波的局部振动。湍动能的统计分析指出，湍流较强的位置主要位于射流中心局部区域以及外剪切层位置。对湍动能生成项和耗散项的分解研究发现，在射流中心位置以胀压作用占主导，而剪切层位置以拉伸变形和螺旋部分占主要作用。根据不同空间位置的混合特性可将射流场分为初始区域、相互作用区域和充分混合区域，初始区域以分子扩散占主导，相互作用区域以涡卷起和湍流混合行为起主要作用。通过研究被动标量的空间演化发现射流的湍流行为与混合行为基本一致，且在外射流压力高的情况下混合效率更高。 (2)采用大涡模拟方法研究了三种不同唇口厚度的欠膨胀同轴射流问题。由于唇口厚度的影响，在喷管末端形成小回流区结构，该结构为欠膨胀射流提供了背压。当内管唇口厚度增加，提供的背压减小，近场激波结构增强，剪切层扰动增加，同时下游激波串减弱。唇口厚度增加后，回流区造成的扰动会成为剪切层演化的主导因素，基于频谱分布也发现，厚壁情况下近场演化主频率完全由回流区扰动决定。对声场的分析指出，同轴射流有类似单孔射流的激波啸叫现象，且频率近似。随着唇口厚度增加，在原有低频啸叫基础上会出现另一高频啸叫。采用傅立叶模态分解和相关性分析得到啸叫的声源位置，结果表明低频啸叫声源位于下游激波串位置，而高频啸叫声源主要在出口附近的二次射流内。采用本征正交分解获取的主模态显示，主控相干结构会随着管壁厚度增加而从下游激波串位置转变为出口附近，这也与主要声源的位置变化一致，从而说明主要激波结构与啸叫的内在关联。同时，对湍流特性和混合特性的统计分析指出，唇口厚度增加后，极大地提高了射流的混合行为。 (3)采用大涡模拟方法研究了超声速来流中的横向脉冲射流问题，为了便于验证和比较，同时模拟计算了恒定射流情况。通过对流场的分析比较发现，脉冲作用使流场中的激波结构周期性变形，并且使剪切层卷起的涡结构尺度增大。频谱分析指出，脉冲主导了射流的演化频率。通过相位平均发现，不同相位脉冲射流尾迹的涡结构呈现不同的分布尺度，湍动能的强度和分布区域也各不相同。对速度脉动的相关尺度分析表明，脉冲作用增加了流向积分尺度。采用被动标量来表征射流穿透深度，从时间平均量看，脉冲射流的穿透深度有明显的增加，其概率密度分布呈现双峰特点，这与射流尾迹的波带状有关，时间平均的径向被动标量分布显示其在径向的穿透深度也会增大。通过积分面积的计算发现，脉冲射流能在近场位置有效地增加混合面积，从而提高混合效率。此外，在下游尾迹位置，流场演化存在自相似性，脉冲射流能促进流场更快地进入自相似状态。采用涡量和被动标量的联合概率密度分布表征了整个射流在不同流向位置的混合程度的变化，以及起主导作用的涡量强度的分布。