单边膨胀喷管（SERN）是一种新型的排气喷管，具有可以有效抑制发动机排气系统红外辐射和雷达反射截面积、后体阻力小、重量轻、增加飞机的敏捷性和可操控性等优越特点。本文通过计算流体力学/红外辐射（CFD/IR）数值模拟的方法，采用标准k湍流模型，标准壁面函数，研究了单边膨胀喷管的侧壁长度、单膨胀边倾角、收敛通道面积比、单膨胀边长度、落压比(NPR)和单膨胀边开缝率、单膨胀边开缝角度、二次流流量对单边膨胀喷管气动性能和红外辐射特性的影响。研究结果表明：随着侧壁长度的增加，喷管推力矢量角增大，低落压比时轴向推力系数下降，高落压比时轴向推力系数提高，喷管尾焰和整体红外辐射强度受侧壁长度的影响比较小。随着单膨胀边倾斜角度增加，喷管轴向推力系数下降，推力矢量角增加，整体红外辐射强度增加。当单膨胀边倾角为10°时，随着收敛通道面积比的增加，落压比为4、5和6时轴向推力系数提高，最大可达0.966，向下的矢量角从3.64°增加到10.2°，尾焰辐射强度下降43.5%。随着单膨胀边长度增加，需要更高的落压比才能使轴向推力系数得到提高。随着喷管落压比增大，轴向推力系数先提高后减小，推力矢量角减小，喷管整体红外辐射强度减小。在低落压比下，本文涉及的单膨胀边开缝结构可以改善喷流的气动边界，将轴向推力系数提高3%；在高落压比下，单膨胀边上有热排气倒灌入上游的狭缝内，降低了喷管气动性能。开缝后喷管尾焰和整体辐射强度均有大幅度减小，最高降幅在XOY平面0°方向，可达90%。随单膨胀边上的开缝率增加排气系统红外辐射强度减小；在没有热燃气倒灌的情况下，排气系统红外辐射强度几乎不随开缝角度的变化而变化，有热燃气倒灌时喷管尾焰和整体红外辐射强度随开缝角度的增加而增加；随着二次流流量增加喷管整体辐射强度在XOY平面最高降幅在10%左右，在XOZ平面，-10°到5°范围内喷管整体红外辐射强度的降幅为20%左右。