在未来先进空天飞行器的基础研究和工程实践中,需要高精度的可压缩湍流数值模拟方法来为飞行器的设计提供参考。本文以上述需求为研究背景,选取一维湍流模型（One-Dimensional Turbulence,ODT）作为研究对象开展工作。论文基于本课题组开发的守恒可压缩ODT模型,选取代表性算例,验证了模型的计算精度。然后将模型方法初步应用于可压缩壁湍流的规律特性研究,并将改进后的模型应用于模拟自由剪切湍流。全文的研究工作按照理论推导、数学建模、数值实现、算例验证和方法应用的思路展开。论文首先对模型理论进行了较完备的阐述。通过介绍当前主流湍流数值模拟方法在模拟高速湍流问题时存在的局限性,引出了开发ODT模型方法的必要性。随后,详细阐述了ODT模型方法的建模思想及理论细节。接着,论文工作进入数学建模阶段。在验证了欧拉框架不可压ODT模型精度的基础上,本课题组从数理建模层面着手对模型进行了改进,开发出守恒可压缩ODT模型。本文改进了新模型的组分求解模块,使模型具备了模拟多组分可压缩自由剪切湍流的能力。在完成数学建模之后进入数值实现和算例验证阶段。本文基于超声速槽道湍流的经典算例对守恒可压缩ODT模型开展了详细验证。结果显示,新模型能以接近DNS的精度模拟平均流场,并且能捕捉到流场中湍流脉动特性的基本变化趋势。新模型继承了传统ODT模型方法在不可压壁湍流中计算量小、模拟精度高的优势。在验证了模型方法精度的基础上,本文对其开展了初步应用。由于本课题组已通过大量算例充分验证了守恒可压缩ODT模型对等温壁超声速槽道湍流的模拟精度,模型在该问题中的应用已近成熟。本文基于控制变量的思想设计了多个工况的超声速槽道湍流算例,将模型方法初步应用于壁湍流关于雷诺数和马赫数的变化规律研究。结果表明,雷诺数升高和马赫数升高对流场的平均特性及近壁区流场脉动特性的变化普遍存在相反的效应,而对主流区的流场脉动特性均有促进效果。除了在壁湍流中的应用,本文还将改进后的模型应用于模拟自由剪切湍流。结果显示,模型能精确模拟自相似阶段的空间发展混合层平均流场,能以较高精度捕捉到流场中的湍流脉动强度分布情况。ODT模型的计算结果整体上优于耦合线性涡模型的大涡模拟方法（LES-LEM）以及采用传统梯度扩散组分封闭方式的大涡模拟方法（LES-GRAD-DIFF）。