自由曲面建筑给各大城市带来了良好的视觉效果外的同时,还带来一个急需解决的问题——如何对这些变化各异的自由曲面划分出体现建筑意蕴的网格。传统的空间结构,其建筑曲面的形状变化相对较小,故可事先给定几种网格划分方案以供候选；新兴的自由曲面结构,每个建筑均有各自的建筑曲面,无法给定可供预选的方案。如何对自由曲面建筑进行网格划分,成了当今不得不解决的一个问题。论文根据有限元的波前法基本思路,提出了按大致杆长等分曲线的方法,形成初始波前线,结合建筑对网格的要求,对波前法每步推进过程中的待选单元进行以杆长为主的评分,并以评分最佳的单元作为推进单元,建立了以划分建筑网格为目标的自由曲面波前法。通过实际工程和人为建立的建筑曲面,验证了自由曲面波前法的实用性和可靠性。建筑网格,必须正确反映出建筑的灵魂。论文根据这个要求,提出了基于引导线的自由曲面网格划分方法。引导线是事先在曲面上勾绘的一条曲线,用来引导网格的走向趋势。用曲面参数域中的投影曲线表达引导线或者曲面上的其他曲线,可以取得较好的效果。给出了用平移法、偏移法、缩放法等推进引导线,使其布满整个曲面,并根据等分连接方案将引导线连接形成网格。提出了双线两点法的引导线推进方法,使得网格的大小可以随着曲面的变化而变化,更加生动灵活。通过算例,分析了不同推进法各自的优点,说明了基于引导线的自由曲面网格划分方法的准确性和适用性。建筑曲面的网格划分很难保证一步到位,需经后续优化。论文根据建筑网格优化的研究现状,提出了局部优化的概念。选取网格中需要优化的部分,根据每根杆件对应的最佳杆件数,对网格进行拓扑优化。根据NURBS曲面的特性,用较少的步骤改进了Laplacian光顺优化使曲面收缩的不足,并对拓扑优化后的网格进行光顺优化。通过对本文中生成的网格进行局部优化,验证了局部优化的准确性和可行性,还对全部网格优化的结果进行对比,验证了局部优化的快速收敛性。