Ausbreitungsmodellierung von Gerüchen mit zeitaufgelösten Modellen

Peter Boeker, Oliver Wallenfang, Frank Koster, Roberto Croce, Bernd Diekmann, Michael Griebel, Peter Schulze Lammers

Abstract


Der Beitrag erläutert im Kontext der bisher angewandten Methoden einen neuen Ansatz zur Ausbreitungsmodellierung von Gerüchen.

Anhand von Beispielfällen wird die Methodik der Geruchsprognose mit verschiedenen Ansätzen dargestellt und deren Vor- und Nachteile, sowie deren Limitierungen diskutiert. Besonderes Augenmerk ist dabei auf die Ausbreitung im Nahbereich von Geruchsemittenten mit niedrigen Quellhöhen und strömungstechnisch komplexer Umgebung gerichtet. Typische Fälle hierfür sind landwirtschaftliche Emittenten oder Anlagen der biologischen Prozeßtechnik (Kompostierungen, Kläranlagen).

Das neue Ausbreitungsmodell ist eine Weiterentwicklung des Modells NaSt3D mit zwei Varianten einer verbesserten Ausbreitungsmodellierung, einem Advektions-Diffusions-Ansatz (Euler-Modell) und einer Lagrange- Partikel-Modellierung. Das Modell ist in der Lage, Strömungen und Ausbreitungen zeitaufgelöst zu berechnen und damit die für Geruchsphänomene wichtige Frage der Konzentrationsfluktuation im Modell zu integrieren. Durch die Parallelisierung des Rechencodes ist es möglich, auch bisher zu komplexe Gelände- und Quellkonfigurationen in feiner Unterteilung des Rechengitters zu berechnen. Hierfür sind momentan Rechnercluster und Hochleistungsrechner einsetzbar, als Vorgriff auf die schnelle Weiterentwicklung leistungsfähiger Personalcomputer.

Der durchgängig analytische Ansatz vermeidet empirische Modellergänzungen mit Anpassungsparametern, wie beispielsweise die sonst erforderlichen Modelle der Überschreitungswahrscheinlichkeit, und kann damit physikalisch begründet kalibriert werden.


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