دلتا

كان جهاز Deltar ( Delta Getij Analogon Rekenmachine ، بالإنجليزية : Delta Tide Analogue Calculator ) عبارة عن جهاز كمبيوتر تناظري تم استخدامه في تصميم وتنفيذ أعمال Delta من عام 1960 إلى عام 1984. وقد بدأ تطويره مع يوهان فان فين ، الذي قام أيضًا ببناء النماذج الأولية بين عامي 1944 و1946، واستمر تطويره بواسطة JC Schönfeld وCM Verhagen بعد وفاة فان فين في عام 1959.

تم استخدام جهاز دلتار لأول مرة في عام 1960، وكان خليفة لجهاز كمبيوتر تناظري سابق، وهو جهاز Electrisch model van waterlopen الأكبر حجماً ( بالإنجليزية : Electric model of watercourses). ^{[ 1 ]}

صُمم جهاز دلتار وبُني خصيصًا لإجراء حسابات معقدة ضرورية للتنبؤ بحركات المد والجزر وتأثيرات التدخلات، مثل بناء سدود التقسيم في منطقة دلتا هولندا . استند تصميم دلتار إلى التناظر الهيدروليكي بين ظواهر الماء والكهرباء . فكما هو الحال مع مستوى الماء وتدفقه وقصوره الذاتي وتخزينه، استخدم تصميم الحاسوب ظواهر كهربائية مثل الجهد والتيار والحث الذاتي والسعة .

كانت حسابات المد والجزر محورًا رئيسيًا للبحوث الهندسية في هولندا خلال معظم أوائل القرن العشرين. في عام 1916، اقترح جيرارد هنري دي فريس بروكمان طريقة عملية لحساب مستويات المد والجزر. ^{[ 2 ]} وفي عام 1926، طور هندريك لورنتز طريقتين للتنبؤ بمستويات المد والجزر لأعمال زويدرزي . ^{[ 3 ]}

تم البحث والتحسين المستمر لمنهجيات حل المعادلات التفاضلية لحركة المد والجزر في السنوات اللاحقة، ولا سيما من قبل جيه بي مازور ، ^{[ 4 ]} وإتش جيه ستروباند، ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} وجو يوهانيس درونكرز ، ^{[ 8 ]} وإتش هولسترز، ^{[ 9 ]} ويوهان كريستوف (جيه سي) شونفيلد. ^{[ 10 ]}

في ثلاثينيات القرن العشرين، عمل يوهان فان فين على نموذج لمقارنة تيارات المد والجزر بالتيارات الكهربائية. وعلى الرغم من الشكوك الأولية حول موثوقيته، واصل فان فين تطوير "طريقته الكهربائية"، التي وصفها في مقال نُشر في المجلة الهولندية " دي إنجينيور " بأنها "طريقة هندسية بسيطة" ذات "دقة عالية نسبيًا". ^{[ 11 ] [ 12 ]}

كانت طريقته مناقضة للطرق الرياضية الأكثر تعقيدًا لحسابات المد والجزر، مثل طريقة درونكرز، التي تتطلب جهدًا رياضيًا كبيرًا. وقد نشر درونكرز عدة أبحاث حول حسابات المد والجزر، وصولًا إلى عمله الرائد " حسابات المد والجزر في الأنهار والمياه الساحلية" عام 1964. ولا يزال هذا العمل مرجعًا أساسيًا في مجال نظرية حسابات المد والجزر، وقد أدى إلى منح درونكرز ميدالية كونراد من قبل المعهد الملكي الهولندي للمهندسين عام 1965. ^{[ 13 ]}

على الرغم من دقة منهج درونكرز الحسابي، إلا أن فان فين انتقد تعقيده ومتطلباته الحسابية، التي اعتقد أنها قد تعيق التطبيقات العملية في الوقت المناسب. ^{[ 14 ]} في المقابل، قدم جهاز دلتار طريقة سريعة ودقيقة لإجراء حسابات المد والجزر. ^{[ 14 ]}

بعد فيضان بحر الشمال عام 1953 ، شُكّلت لجنة دلتا ( Deltacommissie) برئاسة أ. ج. ماريس، المدير العام لهيئة الأشغال العامة الهولندية ( Rijkswaterstaat ) . وكُلّفت هذه اللجنة من قِبل وزير النقل وإدارة المياه بوضع خطط لمنع وقوع مثل هذه الكوارث في المستقبل. ورغم أن فان فين كان قد وضع خطة دلتا قبل الفيضان، إلا أن هذا الحدث عجّل بقرار تنفيذها، ما أدى إلى تقصير الساحل الهولندي بحوالي 700 كيلومتر. ونظرًا لحجم وتعقيد أعمال دلتا، كان من المفيد الاستفادة من تقليل وقت الحساب الذي يوفره برنامج دلتار (Deltar) مقارنةً بطرق الحساب اليدوية. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

كان نظام دلتار نظامًا متطورًا مصممًا لمحاكاة المد والجزر وتحليل بيئات الأنهار عن طريق تحويل بيانات المد والجزر وتدفقات الأنهار والعوامل البيئية إلى إشارات كهربائية تناظرية. وقد مكّن هذا النهج من النمذجة الديناميكية للمعلمات المتغيرة مع الزمن، وهو أمر ضروري لمحاكاة ديناميكيات الموائع في البيئات الطبيعية. ^{[ 17 ]}

ينقسم نظام دلتا النهر المدروس إلى عدة أقسام، كل منها يمثل جزءًا مميزًا منه، ويتطلب هذا النظام تهيئة أولية بقيم دقيقة لمحاكاة كل جزء بدقة. وقد تُرجمت المدخلات، مثل مستويات المد والجزر المتقلبة وظروف الرياح، والتي غالبًا ما تكون مُشفّرة على أشرطة مثقبة ، إلى إشارات كهربائية لتشغيل المحاكاة. ^{[ 17 ]}

سجّل نظام الإخراج البيانات الناتجة، مما أتاح فهمًا أعمق لتدفق المياه والتيارات. وتمت إدارة سرعة الحوسبة في جهاز دلتار عبر ضبط المقياس الزمني، لتحقيق التوازن بين القدرة الحسابية ومعدل إدخال البيانات وإخراجها. ^{[ 1 ] [ 17 ] [ 18 ]} مثّلت كل وحدة من وحدات دلتار تدفق المياه ومستوياتها عند طرفي جزء من النهر باستخدام التيارات والفولتية الكهربائية. وكانت عناصر الحوسبة الأساسية هي مكبرات العمليات التي حلت باستمرار معادلات تفاضلية من الدرجة الأولى مترابطة . ^{[ 1 ]}

تم تنظيم النظام في ثلاث مجموعات، كل مجموعة تضم 40 وحدة. تتوافق كل وحدة مع جزء محدد من النهر، مما يتيح دراسة ما يصل إلى ثلاث مشكلات مد وجزر في آن واحد. تم ضبط الأجزاء التناظرية بحيث تنعكس الخصائص الهيدروليكية لجزء النهر، مثل الطول والعرض والعمق ومعامل المقاومة، مباشرةً في المحاكاة. ^{[ 16 ] [ 19 ]}

كان جهاز دلتار يدعم التعديلات اليدوية والآلية. يتم إدخال الإعدادات الأساسية يدويًا، بينما تؤدي التغييرات في مستوى الماء إلى تعديلات تلقائية عبر مقاومات يتم التحكم فيها بواسطة محرك مؤازر في كل وحدة، مما يضمن انعكاسًا ديناميكيًا لمستويات الماء المتغيرة في المحاكاة. ^{[ 1 ]}

كان مولد الوظائف الميكانيكية، الذي يُدار بواسطة مغزل محرك مؤازر، جزءًا لا يتجزأ من نمذجة سلوك الماء بدقة في كل جزء من النهر. وقد تحقق الانحراف المنخفض ورفض الوضع المشترك العالي المطلوبين للمضخمات باستخدام تصميمات تعتمد على مقياس غلفانومتر مرآوي . احتوت كل وحدة على أربعة مضخمات من هذا النوع وصمام تفريغ ثنائي ثلاثي ECC81 في دائرة المؤازرة . ^{[ 18 ]} كان النظام قادرًا على تشغيل عمليات المحاكاة بسرعة تصل إلى 100 ضعف السرعة في الوقت الفعلي. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

كانت المهمة الرئيسية الأولى لسفينة دلتار هي دراسة حركة المد والجزر في منطقة شمال الدلتا أثناء وبعد تنفيذ خطة الدلتا. كما استُخدمت أيضًا في: ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

• التوجيه التشغيلي لإغلاق Volkerak ( Volkerakdam ) ، و Grevelingen ( Grevelingendam )، وBrouwershavense Gat ( Brouwersdam ).
• بحث عن حدوث النوبات في الموانئ البحرية دن هيلدر ، إيجمويدن ، وشفينينجن .
• تحقيقات في مستويات المياه أثناء العواصف المدية على طول قناة بحر الشمال ونهر آي جيه .
• دراسات حول حركة المياه في Hollandse IJssel أثناء مناورات الإغلاق المختلفة مع Stormvloedkering Hollandse IJssel .

على الرغم من قدراته المتقدمة، سرعان ما طغى ظهور الحوسبة الرقمية ، التي تجسدت في جهاز Electrologica X1 ، على منهجية Deltar التناظرية. ^{[ 18 ]} بعد عام 1984، تم تفكيك النظام وفُقد بالكامل تقريبًا. ومع ذلك، من المعروف أنه تم الحفاظ على أربع وحدات، ثلاث منها معروضة في حديقة Deltapark Neeltje Jans ، وواحدة في متحف الحاسوب بجامعة أمستردام . ^{[ 1 ]}

• دلتا ووركس
• مكافحة الفيضانات في هولندا
• حاسوب إيشيغورو ستورم سيرج
• ريكسواترستات