能源在人类的日常生产生活中起着非常重要的作用。人类社会对能源的需求随着社会的快速发展而变得越来越大,使得能源成为各国目前迫切需要解决的问题。核聚变可产生巨大的能量,并且它所造成的环境污染较小。同时核聚变所使用的原料为氘和氚,而海水中又富含氘和氚,所以核聚变是目前各国重点研究的课题。在惯性约束聚变中,快点火对驱动压缩对称性要求不高,还能够以较少的能量完成点火并实现高增益的聚变,所以快点火很快就成为了惯性约束聚变研究领域的研究热点之一。由于快点火实验研究复杂且存在诸多困难,因此计算机模拟成为快点火研究的重要手段之一。粒子模拟方法是其中的主流方法,但该方法会产生庞大的计算负担。随着CPU的发展趋于饱和,粒子模拟软件的GPU硬件加速研究将使得快点火关键物理问题的高效粒子模拟研究成为可能。本论文基于电子科技大学研发的粒子模拟软件BUMBLEBEE,对其激光等离子体互作用部分进行并行计算优化,开发了基于GPU并行的1D3V粒子模拟软件BUMBLEBEE。所做的主要工作如下:1.总结了CUDA并行计算基础,主要对CUDA存储器、CUDA软件架构以及CUDA的执行模式这几个方面进行了介绍。2.概述了串行粒子模拟软件BUMBLEBEE,包括它的功能模块、模拟流程以及所使用的数据结构。最后初步完成了BUMBLEBEE软件中粒子运动、源的求解以及场的求解的GPU并行。3.提出GPU并行程序性能优化的策略,并结合实际情况对并行BUMBLEBEE软件在线程调度、共享内存以及寄存器使用等方面进行优化。最后给出并行程序性能优化结果显示。4.对比串行与并行BUMBLEBEE软件的模拟计算结果,验证BUMBLEBEE软件并行的正确性。并对模拟结果的粒子密度分布、场的变化进行了详细的分析,最后通过对大量不同互作用实例进行测试,给出了详细的加速比测试结果。