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Tracer Measurements for the Validation of Odour Dispersion Models
(2001) Boeker, Peter; Wittkowski, Martin; Wallenfang, Oliver; Koster, Frank; Griebel, Michael; Diekmann, Bernd; Schulze Lammers, Peter
Dispersion models are computer-based numerical models which are spe- cially developed for the prognosis of the dispersion behaviour of sub- stances in natural wind flows. They integrate different theoretical sub- models from fluid, gas, and particle dynamics. Since efficient modelling requires simplifications and additional assumptions, the simulation re- sults provided by these models must be compared with real-world data in order to prove the validity of the model. This is called validation. Odour perception at the input location is determined by the fluctuations of local immission concentration. Odour perception begins only when the threshold value is exceeded. Therefore, the determination of values in ex- cess of the threshold level requires that, in addition to the mean input value, its fluctuation be known. Due to the turbulence of natural wind flows, odorants are diluted to a varying degree during transmission. Mo- reover, changing wind directions lead to a shift in the main direction of propagation, which causes the odour plume to meander. The new NaSt3D model was examined as an example of the validation of odour dispersion models. For this reason, field measurements were taken in or- der to determine odour propagation. A mobile tracer measurement technique with simultaneous recording of the meteorological data, the measuring positions, and the tracer concentration allowed measurements with high temporal and spatial resolution to be carried out. Comparisons of model calculations and measurements showed a high degree of consi- stency and proved the applicability of the NaSt3D model for detailed odour dispersion simulation.
Tracermessungen zur Validierung von Geruchsmodellen
(2001) Boeker, Peter; Wittkowski, Martin; Wallenfang, Oliver; Koster, Frank; Griebel, Michael; Diekmann, Bernd; Schulze Lammers, Peter
Ausbreitungsmodelle sind computerbasierte numerische Modelle, die speziell für die Prognose des Ausbreitungsverhaltens von Stoffen in natürlichen Windströmungen aufgestellt werden. Sie enthalten verschiedene Theorieelemente aus der Strömungsmechanik, Gas- und Partikeldynamik. Durch die erforderlichen Vereinfachungen und Zusatzannahmen zur effizienten Modellierung müssen die Simulationsergebnisse, die mit diesen Modellen erhalten werden, mit Realdaten verglichen werden, um die Gültigkeit des Modells nachzuweisen. Dies wird als Validierung bezeichnet. Die Geruchswahrnehmung am Immissionsort ist von den Schwankungen der lokalen Immissionskonzentration bestimmt. Die Geruchswahrnehmung setzt erst ab dem Schwellenwert ein, daher muß zur Bestimmung der ?oeberschreitung zusätzlich zum Mittelwert der Immission der Schwankungswert bekannt sein. Durch die Turbulenz der natürlichen Windströmungen werden die Geruchsstoffe bei der Transmission verschieden stark verdünnt. Zusätzlich führen wechselnde Windrichtungen zu einer Verschiebung der Ausbreitungsrichtung, die sich im Mäandern der Ausbreitungsfahne auswirkt. Exemplarisch für die Validierung von Ausbreitungsmodellen wurde das neue Ausbreitungsmodell NaSt3D untersucht. Dafür wurden Freilandmessungen zur Bestimmung der Ausbreitung durchgeführt. Mit einer mobilen Tracermeßtechnik bei simultaner Aufzeichnung der meteorologischen Daten, der Meßpositionen und der Tracerkonzentration wurden örtlich und zeitlich hochaufgelöste Messungen realisiert. Die Vergleiche von Modellrechnungen und Messungen ergaben eine gute ?oebereinstimmung und weisen die Einsetzbarkeit des Modells NaSt3D für die detaillierte Geruchsausbreitungssimulation nach.