尾焰的辐射信号作为飞行器目标探测、跟踪和识别的重要依据,一直以来都是国防航空航天领域的重要研究内容,目前由于实测样本数据少,且开展相关实验条件苛刻,因而尾焰图像仿真方法的研究显得非常重要。结合上述应用背景,立足于更加真实且符合物理规律的尾焰图像实际需求,本文通过对流场仿真技术手段和辐射传输解算模型的研究现状分析,提出一种结合光线跟踪思想的飞行器尾焰图像仿真方法。论文的研究工作从以下三个方面开展:首先在尾焰流场仿真建模方面,根据流体力学基础理论和计算流体力学基本模型,选择利用CFD软件Fluent来完成流场建模工作,介绍了尾焰流场的具体建模过程。为完备尾焰流场建模工作,还着重对加入惰性粒子流条件下的尾焰流场进行仿真计算,并简要分析了该条件对建模结果的影响。然后在尾焰成分辐射特性参数计算方法方面,通过对尾焰辐射传输的物理过程分析,建立起尾焰红外辐射传输模型,结合仿真建模得到的尾焰流场数据,计算模型中辐射特性参数。这部分研究工作主要包括:考虑气体谱线增宽效应,利用逐线积分法计算高温气体的辐射特性参数;考虑固体球形粒子自发射、吸收、散射效应,运用Mie散射理论计算球形粒子的辐射特性参数。最后在尾焰辐射传输解算方法方面,基于有限元的思想,将尾焰流场仿真数据离散网格化,并设计了相应的尾焰区域光线跟踪算法。并根据此光线跟踪算法,运用反向蒙特卡洛法解决尾焰辐射传输积分问题,完成了对飞行器尾焰辐亮度图像仿真的工作。另外在近红外、中红外、长红外三个波段下,运用本文提出的方法分别仿真计算了在有无惰性粒子流条件下不同探测角度下和不同波长下的尾焰辐射强度,通过计算结果的对比分析,验证了本文基于光线跟踪的尾焰图像仿真方法的正确性和可行性。