در این رساله، روش سطح تراز باینری با روش میدان فازی ترکیب شده و از آن برای حل مسائل بهینه سازی شکل و توپولوژی استفاده گردیده است. در ابتدا مسائل بهینه سازی توپولوژی بر اساس روش سطح تراز ثابت تکه ای تشکیل گردیده است. در ادامه با استفاده از ترم انرژی موجود در معادلات میدان فازی این روش به روزرسانی شده است. سپس معادله انتشار که باعث به روز رسانی تابع سطح تراز می شود بدست می آید و الگوریتم بهینه سازی شکل می گیرد که از روش اجزا محدود و تفاضل محدود و تحلیل ایزوژئومتریک برای حل معادله تکاملی استفاده گردیده است. این روش باعث افزایش سرعت همگرایی در حل مسائل بهینه سازی شده است.