Modeling of agri-food products on the basis of solid geometry with examples in Autodesk 3ds Max and finite element mesh generation

In order to predict behavior of agri-food products subjected to drying, cooling and heating operations, adequate data on product geometry are required in mathematical models of heat and water transport. Sufficient knowledge about geometry of agri-food products is lacking due to the complexity of their shape. Therefore an original approach consisting in the 3ds Max solid geometry modeling was developed and exemplified for the case of corn and oat kernels. To acquire data on the original product geometry, the approach was supported with image processing and analysis, generation of finite element meshes, and collection of coordinates of mesh nodes. The geometry models of investigated products were developed in the intention of future enhancement of mathematical models and predictions of cereal grain drying and storing processes.

Aby prognozować zachowanie produktów rolno-żywnościowych poddawanych operacjom suszenia, chłodzenia i ogrzewania, w matematycznych modelach transportu ciepła i wody są niezbędne dane dotyczące geometrii takich produktów. Brakuje dostatecznej wiedzy o geometrii produktów rolno-żywnościowych z powodu złożoności ich kształtu. Opracowano więc oryginalne podejście do bryłowego modelowania geometrii w środowisku 3ds Max oraz przedstawiono je dla przykładu ziarniaków kukurydzy i owsa. W celu pozyskania danych o geometrii oryginalnych produktów, wsparto to podejście przetwarzaniem i analizą obrazów, generowaniem siatek elementów skończonych oraz pobieraniem współrzędnych węzłów tych siatek. Modele geometrii badanych produktów opracowano z myślą o przyszłym ulepszeniu matematycznych modeli oraz predykcji procesów suszenia i przechowywania ziarna zbóż.