Створено математичні моделі розрахунків радіаційного теплообміну з використанням процедур Монте-Карло у випромінюючому та поглинаючому середовищах для розповсюджених топок за умов базових схем і довільного взаємного розміщення поверхонь та об'ємів. Вперше запропоновано ефективні алгоритми з застосуванням так званих однорідних координат та проведенням обчислень у матричній формі. Запропоновано алгоритми та розрахункові процедури урахування селективності випромінювання з використанням процедури Монте-Карло та моделі зваженої суми сірих газів. Розроблено комплексну математичну модель і методику розрахунку процесів горіння метано-повітряних сумішей та утворення оксидів азоту в топкових процесах, за яких радіаційний теплообмін є основною складовою, що визначає енергетичний, екологічний та експлуатаційний показники топкової системи.