为了降低末级涡轮对排气系统尾向红外辐射贡献，通过设计导流支板实现对末级涡轮的全遮挡，运用数值模拟的方法研究了三种排气系统（基准轴对称排气系统、二元排气系统和带全遮挡导流支板的二元排气系统）与飞机后体组合模型的流动传热与红外特性，揭示了三种组合模型尾向3~5 μm波段的红外辐射特性的一般规律。结果表明，二元排气系统与飞机后体组合模型和带全遮挡导流支板的二元排气系统与飞机后体组合模型在尾向的红外辐射强度，相对基准轴对称排气系统与飞机后体组合模型，均有所降低，在0°观测方向降幅分别为22.1%和46.9%。若全遮挡导流支板采用冷却技术，只要冷却效果达到0.282和0.482，组合模型的红外辐射强度在0°观测方向相比支板未冷却状态的降幅分别为20.4%和35.45%。

为了降低航空发动机排气系统高温燃气红外辐射特性的计算误差，发展了基于假设气体法的Malkmus统计窄谱带模型，并通过与逐线计算法的计算结果对比，验证了该模型的准确性。结果表明，基于假设气体法的Malkmus统计窄谱带模型能够显著降低非等温、非均匀高温燃气辐射特性参数的计算误差。在非等温、非均匀条件下，对CO₂-H₂O-N₂混合气体谱带平均透过率的计算结果表明，传统的Malkmus统计窄谱带模型的均方根误差为0.018，而基于假设气体法的Malkmus统计窄谱带模型的均方根误差为0.012，后者的计算误差相对前者降低了33.3%。

为了研究双S形二元收扩排气系统的气动与红外辐射特性，基于一个基准加力型轴对称排气系统，设计了三种带正尾向全遮挡收扩喷管的双S形二元排气系统模型，通过数值模拟研究了喉道与出口的中心线偏径比差，(S₈−S₉)/D=0.26~0.3，和喉道至出口的宽度扩张比，(W₉−W₈)/D=0.1~0.36，对排气系统气动与红外特征的影响。结果表明：所设计的三种双S形二元收扩排气系统，相比基准轴对称排气系统，在尾向0°~15°角域内红外辐射强度平均降幅在73.4%以上，在上方、下方和侧方90°探测角降幅在60.3%以上，红外辐射强度降幅随(S₈−S₉)/D的减小而上升，随(W₉−W₈)/D的增大而上升，且对(S₈−S₉)/D的敏感较高。三种排气系统的推力系数随(S₈−S₉)/D与(W₉−W₈)/D的降低而上升。