伴有凝结的可压缩流动在生产、生活中广泛存在,如汽轮机叶片运行、云室、超声速飞机机翼后缘等。在凝结瞬间,水蒸气由气态变为液态,释放大量潜热,到达临界状态后产生凝结激波,对流场结构产生显著改变;流场的改变特别是凝结激波的出现,导致气体热力学状态剧烈变化,反过来又影响凝结。凝结和流场的相互作用使流场变得复杂难测,其研究一直是流体力学领域的重要课题。近年来计算机技术和计算软件的发展,使得精细地数值研究更大尺度的凝结问题成为可能。本文发展了一种高效的GPU并行计算方法,对高速流动中的凝结问题进行了数值研究,重点分析了大区域内P-M流动中的凝结和喷管中的凝结激波振荡问题。主要工作为:首先,对基于非结构自适应网格的VAS2D算法实现了 GPU平台的并行加速。利用Fermi架构GPU的共享内存优化表操作和原子操作,实现了自适应网格加密表的并行生成,进而实现了网格自适应过程的高效GPU并行。分别在CPU平台（Intel E7300）和GPU（Geforce GT9800、C2050）平台计算激波绕射问题,结果表明本文发展的GPU并行程序是可靠的,并获得高达40倍以上的加速比。这为研究伴随凝结的大尺度流动问题奠定了坚实的基础。然后,利用GPU并行加速算法计算了 Prandtl-Meyer流动中的凝结问题,分析了不同尺度下的流动结构。结果表明,拐角附近的小区域内,产生单条凝结激波,与前人研究结果相符;当计算区域逐渐扩大时,凝结放热导致的自抑制作用使得激波变弱直至消失,而在更远的区域又出现新的凝结激波,大区域流场中形成了阶梯状凝结激波波系。凝结激波的空间周期变化现象与激波管中激波随时间振荡相似,类比分析发现伴随凝结的P-M流动中沿径向和沿流向的流场均存在这种空间分布的相似现象。继而,为了进一步探讨凝结和流动的相互作用机理,本文对G2喷管中的激波振荡问题进行了数值模拟。结果表明,即使是在完全对称的计算条件下,在一定参数范围内凝结激波的振荡形式会逐渐转变为非对称振荡,这与前人实验和数值研究结果是相符的。本文通过傅里叶变换分析了激波振荡的结构变化,进而通过对比模拟半喷管中激波振荡形式、人为添加扰动等方法,分析了激波参数变化特征,结果表明凝结激波非对称振荡可能与喷管上下壁面相互作用导致的流动不稳定性有关。最后,利用用户自定义标量方程（UDS）与用户自定义函数（UDF）,实现了基于Fluent软件的凝结问题的数值模拟。对伴随凝结的激波管问题的计算结果表明该方法是可行的,但对UDS求解的准确性还需进一步验证。