飞机目标的红外图像仿真具有非常重要的军事和民用意义。传统的仿真方法通常将飞机目标的机体与尾焰分别成像,因而很少表现出两者间的耦合关系,难以得到高逼真度的仿真图像。同时,近年来在飞机目标红外辐射研究领域,利用计算流体力学进行流场数值模拟从而计算目标辐射与分析辐射特性已成为常用方法。本文主要讨论如何使用光线追踪的方法借助仿真流场的数值得到具有高真实感与高精确度的飞机目标红外仿真图像。首先,讨论了光线追踪方法中的相交、采样、加速算法与场景对象的红外辐射传输理论,将辐射的产生与传输过程同光线传播过程结合,得到了能够应用于红外场景仿真的光线追踪渲染方法。其次,根据流体力学理论与计算流体力学方法,对两种不同机型的机体外流场建立几何模型并划分网格,讨论了亚声速与超声速下流场对机体蒙皮的气动加热效果与蒙皮温度分布。同时建立了轴对称矢量喷管的3D几何网格与拉瓦尔—收缩扩张喷管的2D网格,对两种喷管下尾流场的温度与组分分布进行了讨论,并比较了Fluent软件中不同湍流模型下尾焰的计算结果。最后根据计算流体力学求解得到的数值建立了飞机目标蒙皮与尾焰的红外辐射模型,得到了3-5μm连续波段内飞机目标顶视方向与平视方向的仿真图像,并分析了这两个方向的辐射特性。本文从光线追踪方法出发,同时结合红外辐射传输理论,将计算流体力学方法模拟得到的数值用于生成飞机红外图像,得到的图像具有高精度与高真实感的特点,能够为飞机目标红外波段的隐身与探测性能研究提供一定的帮助。