电推进在卫星通信和深空探测领域的应用越来越广泛。而电推进羽流对航天器使用寿命的影响是限制电推进得到进一步广泛应用的关键问题。在实际应用中,电推进羽流会对航天器带来极大的危害,甚至会导致航天器失效。所以,如何降低或者规避电推进羽流对航天器的有害作用,对于电推进将来的应用至关重要。羽流研究方法包括实验及数值仿真,实验耗时长,费用昂贵,而且无法对羽流的分布规律得到宏观的整体的认识。而数值仿真因为经济性好、通用性强,并且可以对羽流的分布规律得到更为全面深入的了解,使其在电推进羽流的危害分析及其规避设计中得到广泛采用。电推进羽流主要由束流离子、中性原子、CEX离子、电子构成。其中,对航天器带来巨大危害的是CEX离子,因此CEX离子是电推进羽流仿真模拟最重要的研究对象。而CEX离子的分布又由束流离子和中性原子的分布决定。因此如何准确的模拟束流离子和中性原子的分布是数值模拟的首要问题。目前,比较常用的羽流仿真模型有解析模型和全粒子模型。解析模型计算速度快,与实验结果吻合良好。但解析模型只针对离子推力器的羽流提出,适用于发散角远小于1的工况,其通用性较差,并且其仿真结果对初始参数非常敏感,所以本文对解析模型的初始参数设置问题进行了详细探讨。而且对于近年出现的环型离子推力器的羽流,解析模型也不再适用。全粒子模型通用性较好,也适于处理具有复杂边界的羽流场,但目前的全粒子模型多为二维轴对称模型,对于其仿真结果的准确性也缺乏相关验证。因此,本文在已有的全粒子模型的基础上提出了一种三维全粒子模型,包括束流PIC模型、中性原子DSMC模型、电荷交换离子的IFE-PIC-MCC模型。在此基础上,利用该三维全粒子模型分析研究了偏置多推力离子推力器中CEX离子对航天器的影响。本文通过三维全粒子模型对NSTAR离子推力器羽流的仿真结果与解析模型仿真结果和实验数据的对比验证了模型的正确性;通过对环型离子推力器的羽流场模拟验证了其通用性;通过对偏置多推力器羽流场以及其中Mo CEX离子的分析,得到了卫星的较优工况,并对太阳能帆板的保护措施给出了指导意见。