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并行时域有限差分方法(FDTD)充分发挥了高性能计算机的优势，提高了复杂大型电磁问题的分析能力。以气动，电磁分析一体化研究为目的，从计算流体力学中引入电磁计算领域的时域有限体积方法(FVTD)具有建模上的优势，但对计算资源的消耗较大。FDTD-FVTD混合方法结合了两种方法的优点，更适合于弯曲表面或倾斜结构电磁问题的仿真。本文的主要工作可以概括为：1)根据FDTD方法的具体特点，提出以GiD的Cartesian网格剖分器为基础，开发适用于并行FDTD算法的数值仿真工具。将具有前处理和后处理功能的通用软件GiD与数值计算模块相结合，实现集建模、剖分、计算以及结果显示于一体的数值仿真软件包，并成功应用于散射参数提取，双站雷达散射截面的计算以及天线远区辐射方向图的计算中；2)从场值通信的角度介绍并实现了基于MPI的并行FDTD方法，提出并行FDTD算法中最佳虚拟拓扑的概念，以提高并行效率节约计算时间。介绍了硬件平台，软件环境等并行计算实现的基础。给出实现并行FDTD方法的三种场值通信结构，并着重研究了数据通信结构对并行效率的影响。根据最佳虚拟拓扑的结论，以小型工作站为硬件平台计算了复杂电大目标的散射问题；3)研究了基于GiD的以非结构格子中心型FVTD方法，并实现了以此为核心算法的数值仿真软件包。研究了Steger-Warming分裂和近似黎曼解两种通量计算方法，以及基于面心场值的重构方法。给出TEM模传输结构的S参数提取方法，分析了平板波导及同轴线缆的S参数。对非TEM传输结构的通量进行了修正，以得到端口面上正确的切向场，计算了矩形波导结构的S参数，得到了正确的计算结果；4)研究了基于GiD的FDTD-FVTD混合算法，并实现以此为核心算法的数值仿真软件包。对FDTD和FVTD方法中单个网格所消耗的计算资源进行了对比。FVTD方法采用非结构性网格剖分，具有建模上的优势，但网格量巨大，消耗的计算资源较多，结合FDTD方法简单高效的优点，提出使用FDTD-FVTD混合方法，给出混合方法的基本理论以及实现混合方法所需网格交界面的构造过程，并采用混合方法分析了弯曲表面目标的散射特性；5)提出采用局部时间步方案来提高FDTD-FVTD算法的计算效率。传统FVTD方法中，时间步取决于“质量最差”的网格，这样会消耗大量的计算时间。局部时间步方案中，根据网格所在区域按照相应的稳定性条件计算各自的时间步，各网格以不同的时间步进行迭代。该方案对网格剖分没有特殊要求。FVTD区域网格重构过程中需要同一时间步邻近网格的场值，其可通过线性插值来得到。FDTD区域网格大小均匀，按照统一的时间步进行迭代。数值算例表明在不损失精度的前提下局部时间步方案大大提升了混合方法的计算效率；6) FDTD-FVTD混合方法中，在FVTD区域引入FST技术来解决具有复杂几何结构的3D有耗媒质问题。将有耗媒质问题分为两个独立子问题，第一个子问题与无耗媒质的处理方法一致，第二个子问题可得到解析解。FST技术在每一时间步上，按照无耗媒质问题的时间步进方案迭代完成之后，再根据解析解对场值进行修正。迭代过程中引入局部时间步方案来提高计算效率，并采用该方法分析了具有弯曲或倾斜结构的有耗媒质电磁问题。