湍流射流是广泛存在于现实生活和工程技术领域中常见的流动现象，湍流射流实验和数值模拟的研究，一直是流体力学领域研究的热点之一。从20世纪20年代起，很多学者利用实验、理论、数值模拟等手段对湍流射流进行了广泛深入的研究。目前，对湍流的数值模拟方法主要有三种：直接数值模拟(DirectNumerical simulation，DNS)、大涡模拟(Large Eddy Simulation，LES)、应用Reynolds时均方程(Reynolds-averaging equations)的模拟方法(ReynoldsAveraged Navier-Stoks，RANS)。DNS不使用任何湍流模型，直接求解完整的Navier-Stoks方程组，计算包括脉动运动在内的湍流所有瞬时流动量在流场中的时间演变，然后对样本流场进行统计获得湍流平均特性，直接数值模拟(DNS)有很多优点，如DNS可以提供每一瞬间所有流动量在流场上的全部信息，其中包括很多在实验上目前还无法测量的量，如流场中压强脉动，流场中的涡量分布等，这就可以用直接数值模拟的结果来检验各种湍流模型并加以修正，因此DNS可以建立基础数据库，为验证和发展湍流模型提供一个良好的平台。本文试图采用数值模拟的方法，克服实验测量的困难，发挥数值模拟优势，从而提供比较准确的湍流数据，为进一步分析湍动能输运方程迁移的规律打下基础。本文详细介绍我们课题组开发的三维可压缩射流模拟程序，大规模并行模拟的算法以及模拟结果与经典的实验数据进行的对比研究。通过二阶应力的比较，表明本文的DNS程序是可信的，能够为修正RANS模型、LES模型提供必要的参考。本文采用FLUENT商业软件κ-ε模型、LES分别计算了圆孔射流，Re=5000，计算网格约210万，计算后的结果与DNS进行比较，发现κ-ε模型二阶应力的预测的峰值普遍比DNS模拟的低，说明传统的κ-ε模型在预测射流近场的湍流特性存在较大的误差，并对κ-ε模型中的湍流粘性系数进行了修正，提出了湍流粘性系数的分段函数表达式，可以为RANS模拟圆形射流近场提供参考。LES模拟能够比较准确地预测雷诺应力的值，与DNS得到的结果基本上比较接近，表明LES可以应用到工程领域进行圆孔射流的数值模拟。比较速度衰减曲线发现，LES核心区长度明显比DNS和RANS长，可能是由于LES模型的耗散性延缓了射流的发展，而RANS模拟得到的核心区的长度与DNS比较接近，说明RANS在预测一阶统计量是比较准确的。