作为大涡模拟与分离涡模拟的本质参量,网格特征尺度Δ用来判断涡属于“大涡”还是“小涡”,其对于数值模拟的精度与速度至关重要。经典网格特征尺度采用网格各向同性假设来达到简化计算的目的,这是由于默认网格划分时的各向异性程度不大。而在工程实际中具有强烈各向异性程度的网格,特别是边界层网格,并不能很好地满足各向同性假设。本文着眼于工程中经常使用的大畸变比网格,研究了两种含有局部流场各向异性信息的新型网格特征尺度,对新型特征尺度的槽道流与后向台阶流开展了数值模拟,并与经典各向同性网格特征尺度进行了性能对比,最终给出了兼顾效率性、经济性和通用性的推荐LES涡粘模型vsgs与DES开关函数FDES。主要工作与研究成果如下:（1）阐述了网格各向异性敏感的经典网格特征尺度Δvol与Δmax的优缺点,引入了两种各向异性网格特征尺度Δω与Δlsq,并在分析其基本特性的基础上,通过OpenFOAM平台完成了模型植入,开发了配套求解器SGSpisoFoam。同时,对不同畸形比网格下的各向同性均匀衰减湍流进行了比较。结果表明:新型Δ能兼容包含各向均匀网格在内的多种网格划分策略;在经典定义Δvol中,当畸形比增大至16时,拟涡能发散至实验值的228%,从而带来较大误差。在基于新型Δ的模拟中,当网格畸变比由1增加至16时,可解尺度湍动能与拟涡能均会收敛到实验值。由此可见,随着网格畸形比的增加,经典定义Δvol会而降低亚格子耗散,进而抑制最小尺度涡旋的解析。初步验证了新型各向异性Δ的优越性,同时给出了 Smagorinsky模型下的推荐涡粘表达式vsgs。（2）对比研究了低雷诺数槽道湍流的不同Δ。结果表明,当网格畸变比由1.28增加至5.12时,由于网格流向尺寸始终最大,流向方向上不同形式Δ带来的差距较小;在展向方向上Δω与Δlsq的速度剖面和涡量脉动与DNS数据较为吻合,并且均能表现出网格弱依赖性。研究发现,Δω与Δlsq的速度相关性会影响局部相关参量的大小,同时相关参量也会反过来影响局部网格特征尺度值,进而影响SGS模型的模化程度,揭示了各向异性网格特征尺度的内部耦合机制。分析了湍动能输运方程后,发现当粘滞力占主导地位时,曳力作用会使Δω的预测效果优于Alsq,并给出了 WALE模型下的推荐涡粘表达式vsgs。（3）对比研究了高雷诺数下后向台阶流的不同Δ,分析了 DDES方法下不同网格特征尺度的特性。结果显示,原始定义Δmax的预测分离点误差达到了 16.12%,而各向异性网格特征尺度Δω与Δlsq的误差仅分别为3.7%与7.75%。结果表明,经典定义Δmax会错误地高估流场粘性,从而导致初始剪切层的延迟分离,减缓流场内部涡旋发展周期。各向异性网格特征尺度由于依时特性,可以更准确的预测流动分离。通过对湍动能输运方程各项的定量分析,发现当惯性力占主导地位时,能量向后散射的程度Δmax的波幅是Δlsq的1.60倍,Δω的2.97倍,而亚格子粘性的方向与各向异性网格特征尺度截然相反。揭示了经典定义Δmax会低估可解尺度湍动能到亚格子尺度湍动能的输运,而各向异性网格特征尺度可以更好的控制能量收敛。对网格进行展向粗化一倍后的模拟结果进行分析,发现Δlsq与Δω均能体现出稳定的网格弱依赖性。通过对计算资源的对比分析,发现各向异性网格特征长度均有显著优点:Δlsq能够在保证计算精度的同时降低计算资源1.05%的消耗;Δω则由于其稳健的性能,在大幅提升分离区计算的准确性的情况下,使计算资源消耗仅增加1.06%。因此,考虑到综合效率性、经济性与通用性,最后给出了 DDES下的推荐开关函数表达式FDES。