高能粒子直线加速器是采用沿直线轨道分布的高频电磁场加速电子、质子和其它重离子的装置。根据加速粒子的不同分为电子直线加速器、质子加速器、重离子直线加速器等。加速器不仅在科研领域有着广泛的应用，在医学上也用于癌症的放射治疗。近年来超级计算机技术得到了突飞猛进的快速发展。与此同时，粒子加速模拟在设计和优化粒子加速器中扮演着越来越重要的角色。随着超级计算机技术的快速发展，使得利用超级计算机强大的计算能力进行超大规模粒子加速模拟成为可能。　　利用超级计算机技术的优势，开发出能够充分利用计算资源模拟各种能量和高密度的直线加速器模拟软件具有非常重要的意义。CUDA(Compute Unified Device Architecture)是显卡厂商NVIDIA推出致力于通用大规模并行计算的基础平台。自推出以来便受到从事高性能计算工作人员的追捧，经过十几年的不断更新，该平台日趋成熟和完善。该平台可以使传统的图形处理器GPU能够解决复杂的大规模并行计算问题。基于该平台所编写出的程序可以在支持CUDATM的图形处理器上以超高性能运行。因此使用CUDA架构的超强的并行计算能力为大规模粒子加速模拟提速是一个非常值得尝试和有意义的工作。　　本文介绍了基于CUDA架构开发的三维异构并行束流动力学模拟软件LOCUS3DG的开发进展。该软件是基于课题组以前开发的并行束流模拟软件LOCUS3D，该软件采用双精度数据类型，为了利用单精度数据并行通讯量小的特点，本论文研究了使用单精度和双精度两种数据类型的情况，并研究了相应的泊松方程求解器在CUDA异构环境下的性能。在国家超算天津中心的集群上对开发的算法和软件进行了详细的测试，得到了较好的测试结果。论文最后总结了开发的异构束流模拟软件LOCUS3DG软件的优势和现状及将来进一步的研究展望。