重複点の存在や、面の法線が合っていないことが原因と思われます。

■重複点の削除

Rem Doubles([W]->[6])を閾値の低い状態で実行する。

■面の法線の調整

面を全て選択し、

Recalculate Outside([Ctrl]+[N])で面の法線を物体の外側に向ける。

あるいは、Recalculate Inside([Ctrl]+[Shift]+[N])で法線を内側に向けてください。

Recalculateでうまくいかない箇所がある場合は、Flip Normals([W]->[0])で個別に法線を調整してください。

■参考

Blenderスムージング問題の解決法 - Blender.jp

似たような原因で発生するSmooth時のしわについて記述されています。

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このFAQは２ちゃんねるBlenderスレッドPart17の194-195をもとに作成しました。