Jak stworzyć losową domenę 3D reprezentującą strukturę korzenia rośliny?

Chciałbym modelować laminarny przepływ wody od korzeni do łodygi rośliny. Na samym końcu korzeni rurki mają średnicę i długość od milimetra do centymetra. Gdy zbliżamy się do łodygi, korzenie stają się większe pod względem długości i średnicy. Chcę tworzyć losowe domeny 3D, które reprezentują sieć korzeni o różnych średnicach i długościach. Jaki byłby najlepszy sposób na stworzenie tej geometrii.

Możliwe, że nie chcesz czegoś naprawdę losowego; chcesz czegoś, co ma taką samą abstrakcyjną strukturę 3D jak system korzeniowy rośliny, ale poza pewnym poziomem abstrakcji nie obchodzi cię, jak wygląda system korzeniowy. Zgaduję, że chcesz w jakiś sposób wygenerować fraktalne domeny 3D rodzaju wspomnianego w tym artykule opisującego obliczanie wymiarów fraktalnych systemów korzeniowych .

Po wyciągnięciu tego artykułu na temat analizy fraktalnej wydajności eksploracji gleby przez systemy korzeniowe , znalazłem pakiet SimRoot , który wygląda tak, jakby generował geometrie 3D systemu korzeniowego, które mogą Cię zainteresować. Niestety zaniedbują dostarczenie sposobu pobrania swojego pakietu. Jednak ich strona internetowa prowadzi do innych pakietów modelujących systemy root, takich jak PlantGL z INRIA, która jest oprogramowaniem typu open source.

Oczywiście po utworzeniu geometrii będziesz musiał dowiedzieć się, jak wyodrębnić odpowiednie dane w kompatybilnym formacie i użyć ich w symulacjach PDE. Tę część pozostawiam tobie.

Możesz również pożyczyć kod od ludzi, którzy robią NeuroML dla dendrytów. Mogę wgrać kod, który generuje lampy z NeuroML, jeśli chcesz.

Myślę, że odpowiedź Geoffa Oxberry jest bardzo dobra. Zapewnia gotowe rozwiązania.

Jeśli chcesz iść sam:

• Wspomniane systemy L mogą generować struktury podobne do korzeni, jeśli podasz odpowiednie reguły. jest książka o „Algorytmie piękna roślin” , ale nie obejmuje systemów korzeniowych.

• Procesy agregacji o ograniczonej dyfuzji mogą również generować struktury podobne do korzeni. Jeśli agregujesz sfery i po ich agregacji utworzysz logiczną jedność struktury, otrzymasz objętość do bezpośredniego oczkowania (prawie na pewno konieczne jest wygładzenie).

Jak powiedziałem, niewiele rozwiązań, ale może pomysły ci pomogą. Jeśli coś wdrożysz, nie zapomnij wydać go z bezpłatną licencją! :RE

Pomocny może być następujący artykuł:

Olga Wildeotter: „Adaptacyjna metoda numeryczna dla równania Richardsa ze wzrostem korzeni”, Plant and Soil, 2003

Traktują tylko model 2D i wykorzystują automat komórkowy do symulacji wzrostu. Nie dotyczy to jednak bezpośrednio twojego pytania.