由大量取向随机分布纤维填充的复合材料以其低廉的价格、优越的结构和力学性能在很多领域中广泛应用,因此从试验和计算的角度研究这种复合材料的材料特性是非常必要的。由于复合材料的统计特性,用试验方法测试其材料特性既耗费时间,又代价昂贵,因而数值方法是研究其力学性能的一种更为经济可行的手段。为此,本文试图发展一种高效的长纤维填充方案用于构造复合材料的代表性体积单元。纤维的三维随机填充需要大量的重叠测试,因此节省相交测试时间的技术能大量节省三维随机填充模拟时间,背景网格方法是实现这一目的的有效途径。传统的随机顺序吸附(Random Sequential Adsorption,RSA)算法在测试相交时通常需要对所有已分布纤维进行相交测试的判断。　　本文采用背景网格的方法使每根纤维只与所在背景网格及其相邻背景网格中的纤维进行相交测试。一些数值方法,例如快速边界元法,能够计算上百万自由度的模型,处理包含大量纤维的代表性体积单元。本文提出了一个生成大量纤维填充的计算模型的算法:首先形成纤维团,然后将纤维团均匀随机填充到基体中,最后在纤维团之间的空隙填充纤维。实现该方法的步骤如下:1.通过球填充算法为纤维团寻找到在纤维复合材料的位置;2.通过RSA算法和背景网格技术生成步骤1中的纤维团;3.给复合材料划分背景网格,记录纤维数量不够的网格;4.对步骤3中记录的网格用RSA算法填充纤维;5.对整个纤维复合材料进行均匀化处理;6.输出纤维分布。本算法对4564根长细比为20的纤维进行随机分布,得到的纤维体积分数为5.54％,填充用时84.07s。为了方便用户进行前处理,更好地应用边界元程序做纤维复合材料的计算,本文进一步为边界元程序添加了界面功能。本文实现的界面包括以下部分:工作目录选择、求解问题类型选择、基体的几何参数设置、夹杂的几何参数设置、夹杂随机分布、夹杂和基体网格划分、施加载荷和求解器选择。此外,本文还为边界元程序实现了球形夹杂的随机填充功能,这样就能够自动生成球形夹杂复合材料计算模型。本文还利用了边界元程序和界面程序初步分析了纤维复合材料导热性质逾渗的阈值问题。