امروزه با گسترش روزافزون نیاز به شبیه سازی مواد گرانول و نیز شبیه سازی دانه بندی مواد ، ایجاد احجام و سطوح تصادفی اهمیت چشمگیری پیدا کرده است. از آنجایی که مواد گرانول واقعی، ذرات غیر کروی هستند که می توانند به یکدیگر بچسبند، مدلسازی توده ی گرانول تنها با استفاده از ذرات کروی، ممکن است کافی و دقیق نباشد، از این رو می توان از احجام تصادفی شبه کره یا احجام تصادفی با شکل های پیچیده تر استفاده نمود. مواد مهندسی عمدتاً دارای ساختاری به صورت دانه بندی هستند که این دانه ها به صورت تصادفی درکنار هم قرار می گیرند. محاسبه ی سطح / حجم دانه ها و مقایسه ی آن با سطح / حجم خالی ، موضوعی است که در بسیاری از کاربردها، اهمیت دارد. مدلسازی دانه بندی می تواند ابزاری مفید در این راستا باشد و اولین گام در جهت مدلسازی دانه بندی، ایجاد احجام تصادفی است. از دیگر کاربردهای سطوح تصادفی، ایجاد سطوح با زبری تصادفی و استفاده از آنها در شبیه سازی پدیده ی اصطکاک و سیستم های سایش شناسی می باشد. این پژوهش سعی می نماید تا با استفاده از فنون نرم افزاری و مدلسازی هندسی، روشی جهت ایجاد احجام و سطوح تصادفی پیشنهاد نموده و سپس به ایجاد آنها بپردازد. برای این منظور دو الگوریتم ابتکاری برای ایجاد احجام و سطوح تصادفی طراحی گردید، سپس این الگوریتم ها در محیط برنامه نویسی ویژوال بیسیک پیاده سازی شده و در نهایت از طریق متصل کردن نرم افزار ویژوال بیسیک به نرم افزار طراحی کتیا ، خروجی آن ها به نمایش درآمد. برای اینکه احجام و سطوح تصادفی تولید شده ، در نرم افزارهای تحلیلی که از روش المان مجزا استفاده می کنند ، قابل استفاده باشند ، لذا نیاز به بازتولید آنها از طریق مونتاژ کره ها بر روی یکدیگر، اصلی غیر قابل چشم پوشی است. به همین منظور، در مرحله ی بعد الگوریتمی برای بازتولید ذرات از طریق مونتاژ کره ها ارائه گردید. در نهایت ، از آنجایی که ورودی اولیه در تحلیل مواد گرانول با استفاده از روش المان مجزا ، مجموعه ای بسته بندی شده از گرانول های دارای اشکال تصادفی می باشد، لذا الگوریتمی نیز برای بسته بندی احجام و سطوح تصادفی ارائه گردید. از ویژگی های این الگوریتم بسته بندی آن است که توانایی بسته بندی ذرات با شکل های واقعی آنها (به جای شکل تقریبی آنها که از بازتولید ذرات با کره ها تولید می شود)، را دارا می باشد.