近年来随着我国高性能计算硬件设施的快速发展,大场景高性能电磁数值计算已成为复杂电磁环境问题研究的重要手段,其应用前景十分广泛。时域有限差分法(FDTD)因其具有简明、直观、易于并行实现等特点,越来越受到重视。研究时域有限差分数值计算相关技术具有十分重要的理论及实际意义。本文以石家庄铁道大学轨道交通电磁环境效应研究所实际科研项目为背景,系统研究了时域有限差分前处理、数值计算、后处理等部分内容,主要工作如下:(1)自适应FDTD共形网格剖分技术为减小模型剖分所产生的误差,讨论并实现了目标模型共形Yee网格生成技术。通过GiD软件对目标模型进行剖分来获得三角面元数据文件,基于该类型文件,对比了“投影求交法”和面积比较法生成Yee网格原理。本文采用更易理解的面积比较法生成网格,在其基础上详细研究了共形面可能出现的各种情况,对每种情况作出处理,并根据法线方向实现介质区域填充,最终使用C++语言编程实现了复杂模型的自适应共形网格技术,为下文FDTD法仿真提供了精确有效的模型。(2)基于GiD进行FDTD程序设计基于GiD软件进行二次开发,为研究雷电对高铁电磁环境的影响,基于GiD,添加了雷电等激励源模型设置,使用C++语言实现了核心计算程序的编写,研究了结果提取过程,实现了电磁场强度和近场三维结果可视化功能,集成原软件的其他功能形成新的仿真软件,为仿真高铁电磁环境提供了原型系统。(3)高铁动车组车体电磁脉冲效应研究基于上述实现的软件对高速铁路动车组车体电磁脉冲效应进行了仿真计算,详细介绍了软件中相关模型创建过程以及参数的设置,对车厢模型进行了共形网格剖分,展示和分析了近远场的仿真结果,验证共形网格技术的精确性和程序设计的正确性。