为快速估算出垂直极化平行板有界波电磁脉冲(EMP)模拟器的时域近场，将散射传递函数法应用于该类型模拟器近场的时域计算中，即对于给定的脉冲源，先寻找有效频谱范围能覆盖该源的高斯脉冲源，并应用时域有限差分(FDTD)方法计算该高斯脉冲源激励时模拟器中测试点场的时域响应，再利用傅里叶变换、系统的传递函数及傅里叶逆变换计算得到给定脉冲源激励时各测试点场的瞬态响应。所得计算结果与直接使用给定脉冲源激励时FDTD方法的计算结果符合较好。所述方法可用于同一模拟器在不同脉冲源激励时辐射近场的快速估算，能大大减少FDTD模拟计算的次数，尤其对于中大型模拟器能有效减少计算时间和内存。

将并行时域有限差分方法用于分布式负载平行板有界波电磁脉冲模拟器模拟，并给出模拟器的尺寸参数对工作空间半高处几个测试点场的影响。研究结果表明：与源在x轴向距离上越靠近的点，其电场的上升沿越小；模拟器传输线最大宽度和最大高度之比为2，且下金属板宽度与传输线最大宽度相同时，测试点场的上升沿较小，半高宽较大；随着传输线在x方向投影长度的增加，与源位置x轴向等距离的测试点场的峰值增大，场的上升沿减小，但减小的量趋于平缓。且同轴线馈电时得到的各测试点场脉冲的上升沿要比直接加平面电场源的方式更大一点，半高宽则要小一点，但两者波形相似。

介绍了用于集总负载平行板有界波电磁脉冲模拟器模拟的并行时域有限差分方法，分析了模拟器的几个尺寸参数对工作空间的场的影响。研究表明：当下金属板宽度大于或等于工作空间平板宽度的1.5倍时，前过渡段附近的测试点电场的上升沿受前过渡段投影长度的影响较小，而工作空间中心附近的测试点电场的上升沿则随着投影长度的增大而减小，但减小趋于平缓；所有测试点电场的上升沿均随下金属板宽度的增大而减小，但减小趋于平缓；对于前过渡段投影长度固定的模拟器，其高度并不是越小(大)越好，而是存在一个最佳高度值。

在正交网格体系中建立物理模型共形描述的基础上，针对采用扩展元胞技术的共形时域有限差分(ECTCFDTD)方法模拟计算波导器件遇到的开放端口截断问题，给出了积分形式的共形卷积完全匹配层方法，算法具有与ECTCFDTD相同的数值稳定性。设置不同的完全匹配层的控制参数，对波导中有消逝波存在的情况进行长时间模拟计算，分析共形卷积完全匹配层对消逝波的长效截断能力，分析卷积完全匹配层的截断误差。计算结果显示:积分形式的共形卷积完全匹配层可有效截断波导器件的开放端口。

针对大型双反射面天线尺寸过大、使用单一的时域方法无法单独模拟其远区辐射特性, 以及使用单一的高频近似技术无法给出准确结果的局限, 给出了用于大型双反射面天线时域辐射模拟的并行时域有限差分(PFDTD)-并行时域物理光学(PTDPO)混合方法。先创建两个用于并行计算的进程组, 一个用于PFDTD计算, 另一个用于PTDPO计算；再根据PFDTD方法计算出双反射面天线馈源的近磁场, 同时根据这些磁场使用基尔霍夫表面积分表达式(KSIR)并行计算出次反射面上及其附近的磁场, 再使用KSIR并行计算出主反射面上的磁场；最后使用PTDPO方法计算出双反射面天线的远区辐射场的瞬态响应。同时, 还给出主反射面口径为40个波长的Cassegrain双反射面天线的算例, 并对馈源相同而口径尺寸不同的双反射面天线进行近轴区的时域辐射模拟。

基于O441.4Open CASCADE开源的计算机辅助几何设计类库，给出了全电磁粒子模拟中复杂模型构建技术及网格生成技术。介绍了Open CASCADE软件的基本特点；给出了基于Open CASCADE进行自主研发的用于全电磁粒子模拟的复杂模型构建软件EasyEMModeling的设计思想、程序框架及已具备的功能；基于Open CASCADE中的射线与几何体的求交算法，给出了Yee网格中共形描述3维复杂模型的共形网格生成技术；最后，给出了验证实例，证实了共形网格生成方法的正确性及有效性。

考虑到辐射波电磁脉冲模拟器笼形天线尺寸过大、在单个微机上计算其辐射特性的时间过长及内存受限制，使用基于消息传递接口(MPI)平台的用于同轴线馈电的时域有限差分并行算法，并结合天线理论模拟分析了同轴线馈电的辐射波电磁脉冲模拟器双锥笼形天线在双指数脉冲电压激励下的脉冲辐射特性。并行时域有限差分计算时，整个时域有限差分计算区域的网格总数约为20亿。由计算结果分析可知：当锥半径大于3.5 m后，笼形天线的半径大小对电场的上升沿和峰值的影响不大；对地面上方0.5 m处的几个测试时，其上升沿、半高宽及脉冲峰值受地面反射及地面损耗的影响比较大，而对于地面上方6 m处的几个测试点，除半高宽外，几个测试点的辐射场脉冲峰值及上升沿受地面影响较小；离地面越近的点，峰值减小得越快。

介绍了用于模拟介质表面高功率微波击穿的粒子模拟-蒙特卡罗碰撞方法, 并采用该方法模拟研究了氩气环境不同气压下的介质表面高功率微波击穿过程, 获得了该击穿过程中粒子数量和电子平均能量的时间变化图像, 并得到了击穿延迟时间。数值模拟结果发现: 在低气压下, 次级电子倍增的作用比较明显, 但电子数量在次级电子倍增饱和后的增速较低, 击穿延迟时间较长; 随着气压的升高, 次级电子倍增的影响逐渐变小, 气体电离逐渐占主导地位, 击穿延迟时间逐渐变短; 在高气压下, 由于介质表面吸收沉积电子而呈负电性, 次级电子倍增消失, 击穿延迟时间由气体碰撞电离来决定。