可压缩湍流的研究是流体力学领域的难点问题之一。随着计算流体力学技术的快速发展，计算机存储容量的增大、运算速度的提高，以及大规模并行计算技术的广泛使用，大涡模拟作为具有通用性强、运算时间短的高精度数值模拟方法之一，在复杂可压缩流动的机理研究中发挥着越来越重要的作用，并且有广泛的应用前景。本文首先回顾了大涡模拟方法的发展历史，分析了大涡模拟方法的研究现状和应用特点，总结了大涡模拟的基本原理，推导了在工程实际中有着更为广阔应用背景的可压缩大涡模拟控制方程。然后本文在已有大涡模拟程序的基础上，编写了新的适用于研究可压缩湍流的大涡模拟程序。所编写的大涡模拟程序的控制方程为可压缩的Navier-Stokes方程组，分别引入经典的Smagorinsky模型和动力涡粘模型两种亚格子应力模型对控制方程进行封闭；流场计算域通过结构化网格进行划分，在边界层处进行局部加密；程序通过有限体积法分别对大涡模拟控制方程组的空间项和时间项进行离散，对流项的离散格式为四阶中心格式，粘性项的离散格式二阶中心格式，时间推进为三阶三步的显式Runge-Kutta方法，并根据计算需要设置了不同类型的边界条件。程序对真实物理环境有较强的模拟能力。最后，本文选择充分发展的槽道湍流为校验算例，分析了可压缩槽道湍流的基本原理及其特点并对低雷诺数条件下可压缩槽道湍流进行数值模拟。将LES模拟得出的平均量、脉动量、高阶统计量等与DNS的结果对比可得，大涡模拟程序用了较少的网格点进行数值模拟，流动变量曲线与DNS模拟结果吻合良好，证明了程序的可靠性与适用性。此外，通过大涡模拟程序分析了低雷诺数条件下局部障碍物绕流的问题。以下壁面存在弧形凸起的可压缩槽道湍流为研究对象，对比分析了不同高度的弧形凸起对可压缩湍流流动的影响，研究了弧形凸起后侧近壁区域的流场特性。弧形凸起后侧形成回流区、剪切层区和再附着区，随着弧形高度的增加，可压缩效应增强，流场内状态参数发生变化，旋祸受到拉伸扭转效应增强。所编写的大涡模拟程序计算具有较高的精度，能够处理具有复杂几何/物理边界条件的流动问题，适合于复杂流动现象的机理研究。