Experimental and Numerical Simulation of Pollution Dispersion in the Vicinity of Buildings

Der Immissionsvorhersage in bebauten Gebieten kommt eine zentrale Bedeutung beim Schutz der Bevölkerung und der Umwelt vor hohen Luftbelastungen zu. Insbesondere im Nahbereich von Gebäuden gestalten sich Immissionsprognosen aufgrund der vorherrschenden komplexen Strömungsfelder jedoch als schwierig. In der vorliegenden Arbeit wurde die Vorhersagegenauigkeit numerischer Simulationen auf der Basis der Reynolds-gemittelten Navier-Stokes Gleichungen im Hinblick auf das Ausbreitungsverhalten gasförmiger Schadstoffe bewertet. Die Untersuchungen wurden an einem isoliert stehenden Einzelgebäude sowie einem Gebäudeverband bei verschiedenen Windrichtungen und Emissionssituationen durchgeführt. Zur Bewertung der numerischen Simulationen wurden umfangreiche Datensätze aus Windkanalmessungen generiert. Die Windkanaluntersuchungen erforderten dabei eine physikalisch modellgetreue Nachbildung des natürlichen Windes, der Bebauung sowie der Emission.The emission forecast in developed areas is of vital importance to the protection of both the population and the environment from high air pollutions. However, prognoses of pollution effects turn out to be particularly difficult in the vicinity of buildings due to the complex flow fields prevalent there. In the present work, prediction accuracy of numerical simulations on basis of the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations was evaluated with regard to the propagation behaviour of gaseous pollutants. The investigations were conducted on an isolated building as well as a multi-building arrangement for various wind directions and emission situations. For the purpose of evaluating the numerical simulations, extensive data sets were generated from wind tunnel measurements. In doing so, the wind tunnel investigations necessitated a physically true model reproduction of the elemental wind, the building development as well as the emission