有限元法广泛应用于复杂精细结构的精确电磁仿真。该方法离散电磁场微分方程产生的稀疏矩阵性态较差,存在计算量大、迭代收敛慢等问题。本文基于国产超级计算机研究并行有限元法;在稀疏矩阵并行填充过程,研究基于图分割理论的均衡网格划分策略;在稀疏矩阵方程并行求解过程,研究高可扩展的并行直接求解算法。通过突破稀疏矩阵方程并行填充和求解关键技术,达到提升有限元计算速度和求解规模的目标。本文首先介绍了有限元迭代积分方程的基本原理。该技术能够尽可能少地引入额外计算量,具有较高效率。针对采用有限元方法计算复杂、电大尺寸目标时,面临的内存不足、计算耗时的问题,通过使用图分割理论的均衡网格划分策略以及稀疏矩阵重排序技术来提高程序的性能和可扩展性。图分割理论的均衡网格划分策略能保证网格均衡分区域划分,减少交界面网格数目,从而降低通信量;稀疏矩阵重排序技术是对填充的阻抗矩阵进行重排序,经过排序后提高数据的局部性和重用性。在我国“天河二号”超级计算机上成功突破1000 CPU核并行有限元计算,并行效率达到65%以上。通过以上的优化手段,并且在“天河二号”计算平台验证计算结果的可靠性之后在神威系列超级计算机上进行了电磁问题计算,成功突破2000 CPU核并行有限元计算,并行效率达到80%以上,先后计算验证了两千万未知量规模的金属散射问题、千万未知量的天线的辐射问题,并与HFSS的计算结果进行了对比分析,计算结果吻合。本文在国产超级计算机上利用异构并行技术,减少了计算时间,其中飞机散射计算有五倍的加速效果。验证了算法的可行性,为以后计算更大规模的电磁环境问题打下了基础。