多孔结构在自然界中极为常见，也广泛使用于设计和工程领域。多孔结构的建模是进行功能材料研发、多孔介质研究、多孔结构三维打印制造及多孔类艺术品设计等的核心问题。但是由于多孔结构的复杂几何和拓扑形态，多孔结构的建模面临模型描述能力不足、难以进行高层次几何或力学特性控制和优化设计及大规模计算等带来的若干瓶颈问题，是国际公认的难度大、探索性强的基础问题。本项目将基于水平集和纹理合成方法，利用交互设计或应力分析引导的各向异性张量场产生含有多孔结构的模型，研究几何、拓扑和力学特性可高层次优化设计的各向异性多孔结构建模方法。主要研究基于水平集和纹理合成的多孔结构几何建模模型，各向异性张量场的设计和控制，多孔结构的局部连通性控制，多孔结构的数学定性定量描述等关键技术，并对相关模型和算法进行系统集成和测试验证。本项目的完成将为多孔结构设计提供有效的建模方法，满足各种应用中对生成高度优化的多孔结构模型的需求。
