全三維粒子模擬軟件CHIPIC是國家*63計劃*03主題支持項目“***粒子模擬軟件研發(fā)”的主要研究內(nèi)容，其研究目的是在堅實理論基礎(chǔ)指導(dǎo)下，深入開展強波粒相互作用理論及HPM和HPMM相關(guān)理論研究，建立強流相對論互作用的理論體系，為高功率微波器件理論研究提供一款實用的粒子模擬軟件。 因為粒子模擬軟件在軍事領(lǐng)域有重大應(yīng)用價值，國外的一些先進粒子模擬軟件對我國是禁運的（如美國的MAGIC），從而一些內(nèi)部技術(shù)對我國也是封閉的。本軟件是完全依靠國內(nèi)的自身條件研制完成的，是具有完全知識產(chǎn)權(quán)的軟件。由本軟件運算的準(zhǔn)確性（與國外軟件比較驗證）可以證明本成果使用的技術(shù)線路是完全可與國外軟件媲美的。 該項目完成了三維電磁粒子模擬理論與算法、軟件設(shè)計、軟件測試等研究內(nèi)容，突破了高效并行計算、大尺度結(jié)構(gòu)建模、三維PIC/MCC混合算法等關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計了友好的圖形化輸入界面及多窗口輸出界面，形成了功能完整的CHIPIC3D模擬軟件。并最終應(yīng)用于對高功率微波源、真空電子學(xué)太赫茲源、脈沖功率真空器件等進行三維粒子模擬。 該項目主要技術(shù)指標(biāo)如下：1.CHIPIC3D全三維電磁粒子模擬軟件在直角及圓柱坐標(biāo)系下實現(xiàn)了三維FDTD及粒子算法，能對各種對稱、非對稱結(jié)構(gòu)的高功率微波源及太赫茲波源器件進行三維粒子模擬，模擬結(jié)果與實驗吻合。2.采用基于消息交換與共享內(nèi)存相結(jié)合的并行計算方法，使加速比達到30以上;3.采用分段建模并行計算的方法，能對30米以上大尺度精細結(jié)構(gòu)進行三維粒子建模及模擬；4.將蒙特卡洛及Vaughan模型算法應(yīng)用于三維粒子模擬軟件，使其能模擬介質(zhì)表面二次電子倍增、氣體放電及介質(zhì)表面擊穿等復(fù)雜物理問題；5.采取面向?qū)ο蟮姆椒ǎ芴峁┯押玫膱D形化的輸入界面及多窗口輸出界面。 目前該軟件已在中國工程物理研究院流體物理研究所、中國工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所、北京應(yīng)用物理與計算數(shù)學(xué)研究所、國營第七七二廠、四川大學(xué)電子信息學(xué)院、西南交通大學(xué)等單位應(yīng)用。從軍事應(yīng)用角度來看，該軟件將縮短我國高功率微波源的研究周期，從而加快我國軍隊相關(guān)武器裝備的研究進程；從經(jīng)濟效益角度來看，該軟件避免了大量的重復(fù)加工及重復(fù)試驗，節(jié)約了大量的人力物力，從而為用戶單位帶來巨大的經(jīng)濟效益。