充气薄膜是一种具有大变形特征的柔性体结构，其与可压缩流的耦合作用会形成复杂的流场结构，相关问题广泛存在于工程应用中。本文采用Eulerian-Lagrangian方法研究了柱状和平面薄膜结构的充气展开过程，分析了薄膜内部可压缩流与薄膜结构耦合作用的流场特性，并考察了充满柱状薄膜与外部流场压力波耦合作用的流场特性。主要工作和研究成果如下：　　(1)编写了一套适用于大变形流-构耦合问题研究的程序。在程序中，耦合策略采用Eulerian-Lagrangian方法，可压缩流场求解采用基于特征分裂的七阶WENO格式，采用有限元方法求解结构动力学方程，时间推进采用四阶 Runge-Kutta格式。此外，为了提高复杂问题的计算效率，程序采用并行分块技术。　　(2)研究了柱状薄膜的充气展开过程，探讨了柱状薄膜流-构耦合作用下的可压缩流场特性。结果表明，在柱状薄膜的充气展开过程中，内部流场中会出现复杂的激波结构。激波引起流动发生分离与偏转，进而在薄膜两端形成大尺度的旋涡结构。基于Lamb矢量散度和旋度的分析发现，薄膜表面和激波附近是流场中涡运动与动量输运最剧烈的区域。可压缩流场中的涡运动导致了薄膜两端出现鼓包现象，并造成充气过程的不稳定。此外，通过薄膜表面的受力分析发现，随着充气压力与速率的增大，薄膜的应力集中现象加剧且稳定性变差。　　(3)研究了约束条件对平面薄膜充气展开过程的影响，分析了充气展开过程中的可压缩流场特性。结果表明，平面薄膜的约束条件对其内部流场影响较小，仅对薄膜充满外形有较明显的影响。在平面薄膜的充满展开过程中，其内部会出现局部高压区，进而导致平面薄膜顶部出现凹陷现象。通过涡动力学分析发现，薄膜内部流场中的涡结构主要位于薄膜表面附近，这与平面薄膜周边受到约束有关。正如此，平面薄膜的充气展开过程中并未出现激波结构。此外，通过研究不同内压和约束条件下的平面薄膜充满形态，获得了平面薄膜的充满外形随内压的变化规律，以及约束条件的影响。　　(4)研究了充满柱状薄膜与外部压力波耦合作用下的可压缩流场特性。结果表明，入射激波与薄膜耦合作用过程中会出现复杂的激波反射现象，进而在薄膜两侧形成三波点及马赫杆。受马赫杆和高压气体的影响，马赫杆后方的流场中会形成新的再压缩激波结构。发生绕射的马赫杆在薄膜背风面相交，形成复杂的强间断结构。在外部激波和强压缩波的作用下，柱状薄膜的迎风面发生凹陷，并在其两侧出现应力集中现象。此外，研究了不同流场参数条件下的充满柱状薄膜与外部压力波耦合作用过程，得到了流场参数对该耦合过程的影响规律。