在高速无粘可压缩流动中,广泛存在着一种十分重要的物理现象——激波。当气流跨过激波时一些主要的流动参数将发生显著突变,对整个流场特性往往会造成很大影响。在认识激波传播及其相互作用现象的过程中,数值模拟是一个非常有效的手段。目前,主要有两类截然不同的方法用以处理流场中的激波:激波捕捉法和激波装配法。激波捕捉法在全流场统一求解流动控制方程,无需特殊处理便能自动捕捉到激波,因该方法自动化程度很高,目前已经成为工程应用中的主流选择。然而,激波捕捉法一直以来都存在着计算精度和稳定性的矛盾,大量研究表明捕捉激波的本质缺陷会使激波被抹平为几个网格的范围,同时下游光滑流场区的空间精度往往会降为一阶。相比之下,激波装配法通过引入严格的Rankine-Hugoniot关系式建立激波上、下游流动参数的联系,保证了数值格式在激波下游光滑区不会降阶,避免了捕捉激波造成的一系列激波不稳定现象。然而,由于激波装配法必须要一直显式地追踪激波,其自动化程度和通用性都比较差,因此目前的应用还十分有限。因此,为了发展出一种更加灵活的激波装配方法,本文从三个方面开展了相关研究。首先,对被认为是激波装配法的基础,能有效提高激波装配自动化程度的激波探测方法进行了研究。针对当前激波探测方法精度不高,难以直接应用于装配计算中激波位置初始化过程这一问题,提出了一种高精度激波探测方法。该方法包含了激波粗探、聚类分析和识别拟合三大步骤。先采用传统的激波探测方法从激波捕捉流场辨识出位于激波过渡区的一系列激波单元;再引入K-means聚类算法将这些激波单元划分成许多簇,并根据邻居特性进一步区分簇的类别;最终根据一套准则便可以确定出各个激波分支上的空间点,进而分片拟合出高质量的激波线/面。值得强调的是,该算法对于二维问题可以自动识别出激波干扰点的大致位置,从而判断出流场内激波干扰的模式。数值结果表明,该激波探测方法的精度相比传统方法有了很大提升,对网格的依赖性不大,且在复杂的二维定常、非定常激波干扰流场中都具有较高的可靠性,同时在向三维问题推广中也体现了一定的发展潜力。在此基础上,基于格心型有限体积法和非结构动网格技术,新提出了一种非结构网格激波装配方法——自适应间断装配方法。该方法集合了以往非结构边界激波装配方法和嵌入式激波装配方法的优点,统一对网格节点进行装配计算,所装配的激波既能作为流场边界又能位于流场内部。一方面,对于比较简单的激波问题,可以根据先前经验初始化拟装配激波的大致位置,直接启动装配计算,从而快速获取装配流场。另一方面,对于存在复杂干扰的激波问题,可以借助所提出的高精度激波探测方法初始化激波位置,从而间接开展装配计算。本文从标记间断位置、初始化及修正间断节点物理量、网格节点运动、流场更新这几个核心内容详细介绍了自适应间断装配方法的求解流程,并通过严格的网格收敛性研究验证了该方法在设计上可以达到全场空间二阶精度。定常流场的数值结果表明,自适应间断装配方法可以有效避免捕捉激波经常产生的非物理数值振荡,在复杂的二维激波干扰问题中显示出了良好的适用性,同时在复杂的工程三维问题中也具有很大的发展潜力。最后,针对当前非结构网格激波装配方法难以应用于复杂非定常流场计算的问题,经过若干改进,进一步提升了自适应间断装配方法对非定常问题的处理能力。相关的算法改进涉及激波沿直/曲壁面运动、间断节点分布的自动重构、间断附近网格的自动重构以及激波干扰点运动过程,最终实现了在保精度的同时自动追踪激波的大位移及大变形运动。对几类激波传播问题进行了装配计算,数值结果表明,自适应间断装配方法不仅能有效提高非定常流场的计算精度,相对于激波捕捉方法还能提取出更多的流场参数,同时还可以获得流场中运动激波更加清晰直观的演化图谱。总之,本文以激波装配法的研究为核心,发展了一种面向激波装配的高精度激波探测方法,在此基础上提出了一种更加灵活的非结构网格激波装配方法,并通过若干改进成功拓展了激波装配法在非定常流动问题中的适用范围。