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      • 다방향 흐름분배와 실시간 보정 알고리듬을 이용한 분포형 강우-유출 모형 개발

        김극수 경북대학교 대학원 2008 국내박사

        RANK : 247631

        Hydrologic models have been developed by many researcher in order to recognize and predict the behavior of water in the natural system. The response of rainfall-runoff varies depending on basin characteristics such as soil properties, spatial distribution of ground surface roughness, routing condition at channel networks, and spatial/temporal variability of rainfall. Threrefore, rainfall-runoff analysis at watershed can be considered as modeling the properties of watershed. Many models have been developed to predict hydrologic response in the watershed. These models were based on the empirical equations and storage equations, which are tested on several small watersheds. The applicability of the distributed rainfall-runoff models among these models has been tested on the large watershed using the results of the previous studies. Applying distributed models to the large scale basin, the spatial scale should be determined to describe exactly the variability of physical characteristics of basin. This spatial scale is the function of distributed properties in the watershed such as geography, drainage density, soil saturation, geology, and rainfall. The major problem of distributed hydrologic modeling in large scale watershed is the determination of spatial scale, which should include following two requirements. One is that it should be able to provide enough information for modeling and another is that spatial variability can be ignored within predetermined spatial scale and the average characteristics of each elements composing the basin should be able to represent the characteristics of whole watershed. Due to the diversification of rainfall input data, improvement of observation density, extensive applicability of hydrologic models, and increased demands for accuracy of predicting hydrologic phenomena, the necessity of distributed rainfall-runoff model is recently emphasized. Particularly, spatial and temporal resolution of rainfall data is improved by ground rain gauges, weather radars, and weather satellites. Geographic information has very high resolution, therefore accuracy with support of GIS technology has been advanced. This study aims to develop the distributed rainfall-runoff model using the multi-directional flow allocation algorithm and the real-time updating algorithm in order to preform the accurate and efficient modeling. It includes the improvement of the problems related to the selection of resolution in distributed model by designing multi-directional flow allocation algorithm and making a better solution for the problems related to calibration of model parameters through developing real-time updating algorithm. Multi-directional flow allocation algorithm transforms the single-directional flow to multi-direction flow, reflecting detailed flow information on the single-directional low resolution flow. Applying this algorithm to the distributed rainfall-runoff modeling, the total simulation time is expected to be reduced with more accuracy of the flow routing. The real-time updating algorithm calculate recursively the distributed cell's depths in the basin by using the ratio between the calculated(a priori) discharge and the observed discharge. Applying this algorithm, the accuracy of the model will improve. In order to evaluate suggested model in this study, it was applied to experimental data and real world basins. The performance of used methods for modeling hydrological processes was established by comparing them with rainfall-runoff experiments, and the multi-directional flow allocation algorithm was evaluated by applying to real watersheds, which include Andong and Namgang dam basin. Using the experimental data on the inclined plane and the converging plane, the applicabilities of overland flow routing of the model were evaluated. Comparing experimental results with simulated values, the overland flow routing of the model was implemented successfully. The performance of the multi-directional flow allocation algorithm was evaluated by applying to the 『BSN-11』 watershed. From the simulations, it revealed that the physical characteristics of overland flow were represented well. In case of the application to real world basins, the parameters in the Andong and Namgang dam basins were calibrated and verified by several flood events including Typhoon Rusa. For the evaluation of the model performance, the quantities of bias, mean absolute error, root mean square error, correlation coefficient and Nash-Sutcliffe efficiency coefficient were presented. From these results, the ability of predicting runoff and required simulation time of model were improved. Also, the prediction of model has become more accurate by the application of real-time updating algorithm to the Andong and Namgang dam basins. The effect of smoothing in flow and infiltration parameters was not considered in this paper will be studied hereafter. Accordingly, the applied methodologies presented in this study will be used to predict accurate runoff, which plays a major role in integrated flood management. If this model is combined with the techniques of rainfall forecasting, it will contribute to the real-time flood forecasting and warning in the future.

      • 사립대학병원의 의료수익성에 영향을 미치는 요인

        김극수 경원대학교 일반대학원 2011 국내박사

        RANK : 247631

        이 연구는 의료수익성과 관계가 있는 기본적인 변수들 간의 상호관계를 체계적, 전체적으로 파악하고, 의료수익성에 영향을 미치는 중요 변수들을 규명하며, 이를 기초로 의료수익성의 관리개선을 위한 정책방향을 제시할 목적으로 시행되었다. 전국대학병원경리부서장협의회가 운영하는 대학병원 경영분석사업의 데이터베이스로부터 25개 사립대학병원의 2006~2008년의 3개년간의 투입자원, 진료환자수, 진료비, 의료원가, 시설이용도, 부가가치생산성 및 의료수익성에 관한 자료를 수집하고, 분석하였으며, 분석결과를 고찰하여 다음과 같은 결론을 얻게 되었다. 첫째, 변이계수를 기초로 판단할 때 100병상당 유형자산, 100병상당 총자본 및 100병상당 의료이익의 산포도가 상대적으로 커서 유형자산투자효율, 의료수익의료이익율 및 총자본의료이익율의 산포도가 상대적으로 크게 나타나는 분포적 특성을 지니고 있다. 둘째, 투입자원, 진료환자수, 의료원가, 진료비, 시설이용도, 부가가치생산성 및 의료수익성 변수들은 투입자본 요인, 진료환자수 요인, 서비스강도 요인, 진료비·의료원가 요인 및 의료수익성 요인의 5개 요인으로 분류되고, 부가가치생산성 변수들은 단일 요인을 형성하지 아니하고 다른 요인에 분산되어 소속되는 구조적 특성을 지니고 있다. 셋째, 각 요인의 변수들 상호간에는 다음과 같은 종속적 관계가 성립되고 있다. 1) 외래환자의 진료비는 외래환자수의 변동에 음의 영향을 미친다. 2) 외래환자수는 인력 및 유형자산 규모의 변동과 병상회전율의 변동에 양의 영향을 미친다. 3) 평균재원일수는 재원환자의 의료원가와 진료비의 변동에 음의 영향을 미치고, 병상회전율은 양의 영향을 미친다. 4) 관리운영비는 부가가치와 유형자산투자효율의 변동에 음의 영향을 미친다. 5) 병원이용율과 인건비투자효율은 의료수익성의 변동에 양의 영향을 미친다. 넷째, 의료수익성 상·하위 병원군 간에 유의한 차이가 있는 변수는 100병상당 일평균재원환자수, 조정환자1인당 일평균 인건비와 관리운영비, 평균재원일수, 병상회전율, 병원이용율 및 인건비투자효율이다. 그러므로 의료수익성이 낮은 병원들은 병상, 인력 및 유형자산 규모의 적정화와 재원환자수 증대에 관심과 노력을 기울일 필요가 있다. 다섯째, 사립대학병원들의 의료수익의료이익율과 총자본의료이익율의 평균은 각각 2.1%와 2.5%로서 의료수익성이 낮은 수준이며, 이에 영향을 미치는 유의한 중요변수는 인건비투자효율, 재원환자1인당 일평균진료비, 100병상당 교·직원수, 병원이용율, 조정환자1인당 일평균 인건비와 관리운영비 및 부가가치이다. 그러므로 사립대학병들은 의료수익성 개선을 위하여 인력규모를 적정화하고, 인건비, 재료비, 관리운영비 등의 의료원가를 절감하며, 외래환자수와 재원환자진료비를 증가시키는 방향으로 관심과 노력을 집중시킬 필요가 있다. 비용절감의 추진에 있어서는 시스템적 관점에서 접근전략을 수립하고, 인력과 유형자산에 대한 제도적인 비용통제시스템을 구축하여 전체관적 및 총체적으로 관리하는 경영정책을 채택하는 것이 바람직하다. 이 연구는 자료수집의 어려움 때문에 진료서비스의 질과 입원환자의 질병중증도를 반영할 수 있는 변수를 설정하지 못하고, 의료원가, 이용도 및 부가가치를 외래환자와 입원환자별로 구분할 수 있는 변수를 설정하지 못하였으며, 의료원가를 고정비와 변동비로 분해하여 원가행태를 파악하기 위한 변수를 설정하지 못하였다. 이에 따라 자료의 분석과 분석결과의 해석에 제한을 받게 되었다. 그러므로 추후 이러한 변수를 설정하여 심층적인 분석을 시행할 수 있는 연구가 수행될 필요가 있다.

      • 밸브 유동에 의한 배관의 음향-유기 진동과 피로 수치 해석

        김극수 부산대학교 대학원 2018 국내박사

        RANK : 247631

        해양 플랜트에는 석유채굴 및 정제과정에서 고온/고압의 가스가 발생하게 되며, 이를 처리하기 위하여 많은 감압 장치들이 설치되어 있다. 이러한 감압 장치 후단부에서는 고온/고압의 가스로 인한 배관 파손이 빈번하게 발생하고 있다. 하지만 현재까지 감압 장치 후단의 배관 설계는 배관 손상 사례를 바탕으로 한 경험식에 의존하고 있다. 본 연구에서는 유체, 음향, 진동, 피로 문제가 복합적으로 연관되어 있는 배관의 음향-유기 진동과 피로 문제를 평가하는 방법을 개발하였다. 먼저 배관 내 유동을 수치 해석하여 소음원이 되는 유동장을 해석하고, 파수-주파수 분석(Wavenumber-Frequency Analysis) 방법을 이용하여 전체 압력장에서 음향파를 분리하였다. 음향파는 덕트 음향 이론(Duct Acoustics)에 기반한 관내 음향장 이론해를 바탕으로 파수-주파수 분석 방법을 이용하여 분리하였다. 마지막으로 음향파인 압축성 압력을 가진원으로 하여 배관 응력을 계산하고, 이를 이용하여 배관의 음향-유기 피로 손상을 평가하고, 연관된 진동 모드와 관내 음압의 분포를 분석하였다. In the plant industry, many piping systems are used to deal with the oil production process. During the production process, pressure relief devices are used to protect piping system from the produced high pressure gases. When the high-pressure gases are venting quickly, pressure relief devices generate excessive noise and it cause the pipe failure, which is called acoustic-induced vibration of piping. Until now, the piping failures due to acoustic-induced vibration are assessed by the empirical method based on the data of several piping failures because of the complicated phenomena mixed with fluid dynamic, acoustics, vibration, fatigue etc. In this study, acoustic compressible pressure sources of pressure relief devices such as orifice and pressure relief valve were extracted by using a wavenumber-frequency analysis from the large eddy simulation and the dominant vibration mode and the distribution of sound pressure are investigated. Firstly, to confirm the numerical method, the steady-state analysis for the simple orifice was carried out and the results are in good agreement a quasi-one-dimensional theoretical solution and the fluctuation pressure inside pipe for critical nozzle was measured and the result is also in good agreement with calculated pressure by using unsteady LES analysis. Secondly, to obtain the excitation force of fluctuating acoustic pressure inside a pipe, an unsteady LES analysis was performed and the acoustic compressible pressure were extracted by using the wavenumber–frequency transform. This made it possible to obtain accurate information about the acoustic pressure, which could be used to assess the fatigue damage of a piping system due to acoustic-induced vibration. Finally, the fatigue damage of typical piping system has been evaluated and the dominant vibration modes and sound pressure distributions have been investigated for the peak frequencies of hot spot stress.

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