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本文将水平集方法与灵敏度分析方法相结合，发展了一种可用于流体形状识别的改进的水平集优化方法。首先将快速行进法和偏微分方程扩展法相结合，得到了更为精确的法向速度扩展方法，采用无需样条参数化的重新网格划分方法来实现物理场和水平集类方程交替求解。最后通过对Navier-Stokes 和Stokes 形状识别算例的研究，表明本文所发展的方法可以有效处理拓扑和形状优化过程中的拓扑变化，并能最终识别目标形状。