Як створити випадковий 3D-домен, що представляє кореневу структуру рослини?

13

Я хотів би моделювати ламінарний потік води від коренів до стебла рослини. На самому кінці коренів трубочки змінюються від міліметрів до сантиметрової шкали в діаметрі та довжині. Коли ми наближаємося до стебла, коріння стають більшими в довжину та діаметр. Я хочу створити випадкові тривимірні домени, які представляють мережу коренів із різним діаметром та довжиною. Який найкращий спосіб створити цю геометрію.

fluid-dynamics computational-geometry randomized-algorithms

— Naveen
джерело

Це статичний об’єкт, чи ви хочете динамічного зростання під час моделювання?

— шухало

12

Швидше за все, ви не хочете чогось справді випадкового; ви хочете щось, що має ту саму абстрактну тривимірну структуру, що і коренева система рослини, але поза певним рівнем абстракції, вам не байдуже, як виглядає коренева система. Я здогадуюсь, що ви хочете певним чином створити 3D фрактальні домени такого типу, про які йдеться у цій статті, що описує обчислення фрактальних розмірів кореневих систем .

Підтягнувши цей документ про фрактальний аналіз ефективності дослідження ґрунту кореневими системами , я знайшов пакет SimRoot , схожий на те, що він генерує тривимірні геометрії кореневої системи, які можуть вас зацікавити. На жаль, вони нехтують запропонувати спосіб завантажити свій пакет. Однак їх веб-сайт посилається на інші пакети, що моделюють кореневі системи, такі як PlantGL з INRIA, що є відкритим кодом.

Звичайно, щойно ви створите геометрію, вам доведеться розібратися, як витягти відповідні дані у сумісному форматі та використовувати їх у моделюванні PDE. Я залишаю цю частину вам.

— Джефф Оксберрі
джерело

Я переглянув, і схоже, що SimRoot є у вільному доступі та розміщений для завантаження. Ви знайшли посилання, яке говорить про інше?

— Арон Ахмадія

Мабуть, у них не розміщено посилання для завантаження, але в INRIA є інше програмне забезпечення, яке є у вільному доступі. Я думаю, що розробники SimRoot не хочуть, щоб інші користувалися своїм програмним забезпеченням.

— Джефф Оксберрі

4

Ви також можете позичити код у людей, які роблять NeuroML для дендритів. Я можу завантажувати код, який генерує пробірки з NeuroML, якщо ви цього хочете. Дендрити

— meawoppl
джерело

Дякую за вкладені дані. Чи можете ви завантажити код, який можна використовувати для генерації трубок. Дякую.

— Naveen

1

Вибачте, мені знадобилося так багато часу, щоб обійтись

— meawoppl

3

Я думаю, що відповідь від Джеффа Оксберрі дуже хороша. Він надає нестандартні рішення.

Якщо ви хочете піти самостійно:

Згадані L-системи можуть генерувати коренеподібні структури, якщо ви надаєте правильні правила. є ця книга про "Алгоритмічну красу рослин" , але вона не охоплює кореневі системи.
Процеси агрегації з обмеженою дифузією також можуть породжувати коренеподібні структури. Якщо ви згрупуєте сфери та один раз зведені, ви створите булеві об'єднання структури, ви отримаєте об’єм для сітки безпосередньо (згладжування потрібно майже напевно).

Як я вже сказав, не так багато рішень, але, можливо, ідеї допоможуть вам. Якщо ви щось реалізуєте, не забудьте випустити це з безкоштовною ліцензією! : D

— JuanPi
джерело

2

Щось, що може бути для вас корисним, це наступний документ:

Ольга Вільдеоттер: "Адаптивний чисельний метод для рівняння Річарда з ростом коренів", Рослина та ґрунт, 2003

Вони розглядають лише 2D модель і використовують стільниковий автомат для імітації росту. Однак це безпосередньо не стосується вашого питання.

— шухало
джерело