气体辐射广泛应用于燃烧模拟中的辐射传热计算，目标红外探测及基于发射谱的燃烧诊断等领域。燃烧诊断技术可以在线监测燃烧系统内的温度和介质浓度场，对于优化燃烧系统设计、提高能量利用效率，控制燃烧污染物的排放等具有重要意义。基于燃烧产物自身辐射信号的非接触式检测技术如辐射图像方法、红外光谱技术等，探测器的每个像素接收到对应方向上的辐射强度，因此求解辐射传递方程得到高方向分辨率辐射强度，是实现辐射逆问题分析的前提条件。另一方面，碳氢燃料燃烧的主要气体产物CO2、H2O等的辐射特性在光谱上呈剧烈变化，需要发展准确高效的气体辐射模型。本文旨在发展气体辐射系统中的高方向分辨率光谱辐射强度计算方法，结果可直接用于目标红外信号计算，同时为辐射反演技术提供正运算支持。主要工作如下：
　　首先基于HITEMP2010气体分子数据库计算了高光谱分辨率的逐线法模型，作为检验和发展其他气体模型的基础。对统计窄谱带模型(SNB)计算光谱辐射强度的精度进行探究，考察了不同模型参数生成方法对SNB模型精度的影响，对SNB模型在不同介质、谱带、非均匀路径分布情况下的精度进行综合评估，对目前最小二乘拟合方法生成参数精度不高的原因进行了分析，并提出光学路径局部拟合的改进策略有效改善SNB模型精度。
　　为获得更高更稳定的计算精度，将最新发展的L-分布气体模型应用于燃烧系统中光谱辐射强度的计算，通过不同的燃烧算例，并与传统的SNB模型进行对比，综合考察其计算精度和效率。通过将求解目标位置高方向分辨率辐射强度的逆向蒙特卡洛方法(RMC)与SNB和L-分布气体模型结合，成功处理含壁面反射以及颗粒散射的气体辐射传递过程，拓展了窄带模型的应用范围。
　　实现窄带k分布模型与DRESOR(被介质散射或被壁面反射的能量分布份额)法结合求解任意位置和方向的光谱辐射强度。实现了包含气体、碳烟、散射颗粒的辐射参与性介质和反射壁面的辐射系统中光谱辐射强度计算，综合评估三种窄带模型的计算精度及效率。
　　本论文通过将气体辐射窄带模型与高方向分辨率辐射强度算法相结合开展研究，发展了多种可靠、适应性强的辐射传输正运算模型，相关结论可用于高温排气系统的目标红外探测，同时为基于发射谱的燃烧诊断技术提供辐射传递正运算支持。