基于计算机辅助设计(CAD)的自动建模方法能大幅提升蒙特卡罗（蒙卡）程序计算的易用性，随着蒙卡自动建模方法的深入应用，其对更加复杂问题所面临的困难也开始凸显。一方面，CAD模型的几何复杂度逐步提升，栅元表面形状复杂，引入了更多的曲面模型，对自动建模中的空腔生成和二次曲面解析提出了挑战。另一方面，多类复杂核系统的快速分析及不同蒙卡程序交叉验证提出了统一建模的需求。本文针对上述问题开展了研究，主要创新在于:　　(1)提出了一种基于空间分割和凸实体分解的空腔填充方法。该方法利用凸实体描述其所在的输运子空间内的空腔部分，结合基于质量因子的子空间分割算法实现了优化的蒙卡空腔建模方法。该方法加强了几何密集且边界条件复杂模型的空腔建模能力。在国际热核聚变实验堆核分析基准模型ITER Alite模型的测试中，在保证计算结果正确的前提下，该方法提升了1.7倍计算效率，提升了25倍建模效率。　　(2)提出了一种全新的基于特征值的二次曲面参数解析方法，基于一般二次曲面隐式方程参数随二次曲面在三维空间内刚性变换的规律，通过求解隐式方程的标准型和刚性变换得到二次曲面的显示方程。该方法具有通用且精确的特点，可以应用于任意实二次曲面的类型判断和参数求解中，基于综合例题ITER Alite模型的测试中，由本方法解析得到的模型误差在十万分之二以内，证实了该方法的正确性。　　(3)在分析了不同蒙卡程序几何表达的异同点后，提出并设计了基于体面混合表示的多蒙特卡罗程序计算建模方法。该方法基于统一的边界表示几何到构造几何的转换算法，糅合了体面表达的自洽转换，构建了基于体面混合模型的多蒙特卡罗程序计算建模框架，实现了多种主流蒙卡软件与CAD系统间几何的无缝互转。在ITER基准模型的测试中，建模得到的不同蒙特卡罗模型间的几何误差在万分之五以内，证实了本文提出的框架的可行性和正确性。