结构拓扑优化已在很多领域得到了应用,然而,所有的拓扑优化研究本质上都是基于结构的力学分析展开的,优化的对象大多是静态问题.目前,在生物工程等领域出现了一些随时间演化非力学问题(复杂动态系统)的结构拓扑优化需求,如通过设计可降解药物控释系统聚合物载体结构,使得药物按照理想规律释放,由于这类问题优化的是一个系统空间状态随时间变化的动态过程,现有的拓扑优化方法对此无能为力.本项目通过将元胞自动机思想与拓扑优化思想、方法相结合,提出一种新的拓扑优化方法,借助元胞自动机多规则组合驱动的随时间自演化机制来实现随时间演化问题的结构拓扑优化.项目选取了典型系统进行优化设计,并通过实验研究进行了验证.通过本项目研究,发展并建立了适用于随时间演化非力学问题的结构拓扑优化方法及理论,最终解决了生物工程、组织工程等领域的随时间演化非力学问题的结构拓扑优化.基于生物可降解药物控释系统及骨支架，提出了面向随时间演化非力学问题的拓扑优化方法-CA-ESO及双向CA-ESO拓扑优化法。