Sudden release of toxic gas in built-up environment

Abstract

Předložená disertační práce se zabývá krátkodobými úniky plynu (puffy) v městské zástavbě studované metodou fyzikálního modelování. Městská zástavba byla složena z budov se sedlovými střechami uspořádanými do uzavřených dvorů. Do ní byl vložen přízemní bodový zdroj plynu. První část práce je zaměřena na specifické definice charakteristik krátkodobých úniků plynů. Jsou představeny nové definice času příchodu a odchodu. Různé definice času příchodu byly aplikovány na stejné datové soubory a výsledky byly porovnány. Mimo to bylo studováno, jak drobné změny v určení času odchodu mohou ovlivnit jeho hodnoty a další odvozené charakteristiky krátkodobých úniků plynu. Druhá část práce je zaměřena na modelování funkcí hustoty rozdělení pravděpodobnosti charakteristik krátkodobých úniků plynu se znalostí míst detekce vzhledem ke zdroji a průměrných hodnot koncentrací pro kontinuální zdroj plynu. Nalezené rovnice budou využity v operačním modelu. Výstupy ve formě funkcí hustot pravděpodobností rozdělení charakteristik krátkodobých úniků plynu odlišují můj model od běžně užívaných operačních modelů, u nichž mohou být předpovězeny pouze ansámblovské průměrné kontury a koncentrační pole krátkodobých úniků plynu.

The dissertation thesis deals with short-term gas releases (puffs) in an urban canopy studied utilizing wind-tunnel modelling. The urban canopy was composed of buildings with pitched roofs organised into closed courtyards. Into it, a ground-level point gas source was placed. The first part of the thesis is focused on specific definitions of puff characteristics. New definitions of puff arrival and departure times are presented. Various definitions of puff arrival time were applied on the same datasets and the results were compared. Moreover, it was studied how slight changes in determination of puff departure time can affect its values and other derived puff characteristics. The second part of the thesis is focused on modelling of probability density functions of puff characteristics with knowledge of sampling positions towards the gas source and mean values of concentrations valid for long-term gas sources. The found equations will be utilized in an operational model. The outputs in the form of the probability density functions of puff characteristics distinguish my model from the usually utilized operational models, in which only the ensemble-averaged puff outline and concentration field can be predicted.