本文以高速可压缩湍流的数值模拟方法为研究背景,以随机多尺度模型中成熟度与创新性兼具的一维湍流模型（One-dimensional Turbulence,ODT）为研究对象,系统开展了将ODT模型及其相关数值模拟方法向可压缩湍流领域拓展的研究工作。论文从可压缩湍流的物理特性出发,以数理建模、模型测试和典型算例验证为主要研究手段,完成了对基于ODT模型的可压缩湍流数值模拟方法从认识理解到验证实现,最终进行创新开发的整个研究历程。论文首先侧重于夯实理论体系。在介绍了经典可压缩大涡模拟（Large Eddy Simulation,LES）方法后,通过对该方法局限性的剖析引出了 ODT模型的开发缘由。从湍流的物理图景出发,系统阐述了 ODT模型建模思想的理论基础。总结归纳了 ODT模型的方法构成:求解层流基准流场的一维控制方程,表征湍流涡效应的一维涡构造方法,以及用于确定涡大小和位置的随机涡采样过程。之后,论文的重心从理论转向实践。系统阐述了 ODT模型的数值实现手法。基于最经典简单的欧拉框架不可压ODT模型,完成了不可压流动中ODT模型的实例验证。开展了针对不同湍流度条件下不可压槽道流的数值模拟,体现了 ODT模型对近壁湍流的求解优势。复现了Zoltan Jozefik首次将ODT模型可压缩化的研究,归纳了该方法存在的诸多问题。分析认为拉格朗日框架可压缩ODT模型的主要缺陷为:未采用守恒形式的控制方程,以及整体求解框架保留有较多的不可压流动求解器特征。最终进入创新开发环节。提出了 ODT模型在可压缩流动中的建模原则,并据此建立了成体系的欧拉框架守恒可压缩ODT模型和求解方法:基于守恒形式的三维N-S方程和ODT模型的一维约束条件,推导了适用于可压缩ODT模型的守恒形式控制方程;通过鲁棒的数值格式求解确定性模块,首次将激波捕捉方法引入ODT模型,用于求解控制方程的对流项;修改了一维涡的构造方法,使其与守恒形式的控制方程相匹配;在高度可压缩条件下,修正了模型方法求解过程中不同子模块时间推进步长的匹配关系。对新模型方法开展了系统全面的算例验证。讨论了可压缩流动中ODT模型经验参数的取值准则,并对独立型ODT模型的计算量进行了评估。通过对RM不稳定问题的模拟,测试了守恒可压缩ODT模型方法对于对流效应主导的激波湍流相互作用问题的求解能力。结果表明,将激波捕捉方法引入ODT模型后,可以显著提高该模型对于激波流动的求解精度。对比新模型与拉格朗日框架可压缩ODT旧模型,发现湍动能的时间演化结果得到了质的提高。通过对超声速等温壁槽道流问题的模拟,测试了守恒可压缩ODT模型方法对于扩散效应主导的壁湍流问题的求解能力。结果表明,新模型对近壁湍流的求解精度很高,而在主流区域的求解精度有所下降,这与不可压流中的结论一致。通过求解槽道流中的湍流特征统计量,严谨地测试了新模型对于湍流脉动效应的求解精度。此外,还从物理层面解释了可压缩槽道流中近壁温度脉动随马赫数升高而显著上升的原因。系统介绍了两种典型的不可压“耦合一维湍流亚格子模型的大涡模拟方法（LES-ODT）”建模思想,为可压缩LES-ODT建模方法的探索提供了理论依据。在此基础上,将自主建立的守恒可压缩ODT模型与经典可压缩LES方法相结合,初步提出了可压缩LES-ODT的建模方案。