Как вы сказали в своем комментарии, ForMember будет еще одним вариантом, если вы не хотите использовать AfterMap.Вы можете создать конвертер ForMember, который, используя linq, может довольно быстро перебрать исходные дочерние элементы, преобразовать их в дочерние конечные объекты и затем установить свойство Parent.
Или вы можете использовать AfterMap.:)
ОБНОВЛЕНИЕ:
Может быть что-то вроде этого (не проверено):
.ForMember(d => d.children,
o => o.MapFrom(s =>
from child in s.children
select new ChildDestination {
childId = child.childId,
parentId = s.parentId,
parent = s
}));