近年来,随着高超声速飞行技术的迅猛发展,高超声速飞行器的战略意义和应用价值显得更加重要。因此开展高超声速飞行器的红外热辐射特性的数值模拟研究,对于研究出更加行之有效的红外隐身特性也提上日程,甚至对高超声速飞行器能否广泛应用于未来战争中起着决定性的作用。由于高超声速飞行器的红外辐射源中主要一部分来源于高速飞行中产生的气动热,因此本文中首先从量热完全气体和热化学非平衡流的气动热两个方面详细介绍了高超声速飞行器气动热数值模拟的基本原理与控制方程；对量热完全气体的气动热模拟从数值模拟方法和块结构化网格生成进行详细的阐述。本文中认为流场和热辐射场之间的关系式可解耦的,也就是说在高超声速飞行器的流场数值模拟时,忽略热辐射的影响,而在计算热辐射场和空气热辐射特性时,直接利用流场信息进行求解。文章中简要地介绍了红外辐射的基本的概念与定理,以及详细阐述了在热辐射中的热辐射传输方程与热辐射能量方程,然后通过与计算流体力学中的温度场耦合对飞行器气动热产生的蒙皮辐射进行求解运算；最后对复杂的背景,包括太阳直照辐射和目标的反射,对红外辐射的影响进行求解。除此之外,本文中还对气体的热辐射特性和大气的透过率进行了研究。详细地对吸收系数求解过程和逐线计算法的原理进行了阐述。然后,利用当量吸收系数的求解结合流场数据对具体模型的吸收系数进行求解；最后介绍了高分辨率的大气透过率的原理和数值方法。本文的工作为进一步深化高超声速飞行器红外辐射特性和红外隐身特性的研究奠定了一定的基础。