在计算机辅助设计领域,对三维模型设计的结构分析与优化已取得了许多具有实用价值的成果,对于复杂结构的模型尤其是空间剖分模型的研究却甚少。当今社会工业化大批量生产的制造模式已然不能满足人们日益增长的需要,个性化以及高附加值成为市场的主导动力,因此复杂模型的空间剖分问题逐渐引起人们的关注。本文将基于三周期极小曲面的多孔结构应用到模型的空间剖分研究中,三周期极小曲面具有全连通、类型多样及可控性等诸多优点,能较好地满足模型空间剖分的多样性、个性化等需求。本文提出了基于三周期极小曲面的模型的空间剖分方法,其主要研究内容可分为三部分:第一部分调研并整理了三周期极小曲面在模型优化设计及计算机辅助设计领域的研究成果,并利用三周期极小曲面可用隐式表达式表示的优势来对基于三周期极小曲面的模型进行空间剖分,剖分后的模型各部分都可用函数表达式来存储及表示;第二部分分析了基于三周期极小曲面的模型空间剖分的性质及空间剖分结构拼接方法,其中重点研究了多种参数对模型空间剖分的影响,并针对医疗中的实际需求,提出了基于曲面间拼接的骨模型建模方法,得到的骨模型机械性能更好而且质量更轻;第三部分是在空间剖分模型性质的基础上,针对空间剖分模型的特殊属性,考虑在彩色3D打印、空间浇注等领域下的应用,本文模型均不需额外的支撑,其多样性可控性的特点更能满足个性化设计的需求。