Taux de croissance spatiaux des jeunes vagues de vent sous un forçage éolien constant

La croissance avec la distance d'fetch des jeunes vagues de vent sous un forçage éolien constant, couramment attribuée à l'instabilité du flux de cisaillement, entraîne un champ d'ondes spatialement inhomogène avec un spectre évoluant le long du réservoir. La présente étude en laboratoire prend en compte plusieurs harmoniques de fréquence aléatoire statistiquement stationnaires coexistants. Des mesures synchrones à un point de l'élévation instantanée de la surface et de sa composante de pente le long du vent sont réalisées par des méthodes optiques à de nombreux endroits. En supposant une croissance spatiale exponentielle, le décalage de phase entre l'élévation de la surface et la pente de la surface à chaque fréquence est lié au taux de croissance spatiale de chaque harmonique. La validité de l'hypothèse selon laquelle l'énergie des vagues varie exponentiellement avec la distance est examinée dans un ensemble d'expériences séparées ; l'élévation instantanée de la surface dans diverses conditions de forçage éolien est mesurée à plusieurs endroits le long du réservoir. La variation spatiale de l'énergie des harmoniques de fréquence individuelles est déterminée. Il est constaté qu'en dessous de la fréquence de pic local, l'énergie de chaque harmonique croît de manière exponentielle, tandis que l'évolution des vagues à des fréquences s'approchant et dépassant le pic local est fortement influencée par le protectionnisme de la vague dominante, ainsi que par des vagues liées non linéaires. Les résultats de deux méthodes indépendantes de détermination des taux de croissance spatiaux à une gamme de fréquences de jeunes vagues sont comparés. Les données accumulées permettent également une analyse quantitative du phénomène de protectionnisme. La différence essentielle entre les cas d'évolution spatiale et temporelle des vagues de vent est discutée.