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时域有限差分(Finite Difference Time Domain, FDTD)法是求解电磁学麦克斯韦方程组的重要方法之一,一直以来获得了广泛的使用。时域有限差分法直接将含时间变量的麦克斯韦微分方程在Yee氏网格空间中采用中心差分方法转换为差分方程。为了保证解的稳定性,抑制数值色散,FDTD的空间步长和时间步长不宜过大。尤其在求解电大尺寸问题时,FDTD方法是非常耗时和耗内存的。FDTD算法具有天然可并行性,采用并行计算的方法可以缩短计算时间,提高计算速度。近年来,随着硬件技术的快速发展,图形处理器(Graphic Processing Unit, GPU)的实际浮点运算性能远远超过同期的CPU,并且价格低廉。随着计算统一设备架构(Compute Unified Device Architecture, CUD A)模型的出现,使用图形处理器进行并行程序的开发变得非常简洁高效。本文以“天河一号”(TH-1A)超级计算机为平台,采用CUDA开发工具,完成了三维FDTD高性能加速计算。论文主要完成工作如下：(1)在平台上,首次将TH-1A超级计算机系统的应用拓展到电磁计算领域。本次研究采用湖南大学超级计算机中心的超算系统为平台,利用其高LINPACK性能峰值和异构协同并行的特性,实现了三维FDTD并行算法。(2)在算法优化上,采用页锁定内存来存储需要在主机端使用的场量,减少数据传输消耗；将场量采用低代价的L1 cache缓存,提高数据访问命中率。优化后的三维F DTD并行算法,相比未进行优化的异构并行算法加速比提升了4倍左右。(3)在算法评价体系上,从不同方面对设计的三维FDTD并行算法进行了比较分析,进一步从多个方面说明了算法的高速率特性。(4)在电磁应用上,扩充了三维FDTD并行算法在电磁计算方面的实际应用。5对带阻滤波器进行仿真计算,实验结果表明,与串行算法相比,加速比达到55倍,计算误差在10-4范围内。