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En dynamique des fluides , la hauteur des vagues d'une onde de surface est la différence entre les élévations d'une crête et d'un creux voisin . La hauteur des vagues est un terme utilisé par les marins , ainsi que dans l'ingénierie côtière , océanique et navale .
En mer, le terme hauteur significative des vagues est utilisé comme moyen d'introduire une statistique bien définie et normalisée pour désigner la hauteur caractéristique des vagues aléatoires dans un état de mer , y compris le vent, la mer et la houle . Elle est définie de telle manière qu'elle correspond plus ou moins à ce qu'un marin observe lorsqu'il estime visuellement la hauteur moyenne des vagues.
Définitions
Selon le contexte, la hauteur des vagues peut être définie de différentes manières :
- Pour une onde sinusoïdale , la hauteur de l'onde H est deux fois supérieure à l' amplitude (c'est-à-dire l' amplitude crête à crête ) :
- Pour une onde périodique , il s'agit simplement de la différence entre le maximum et le minimum de l'élévation de la surface z = η ( x – c p t ) : avec c p la vitesse de phase (ou vitesse de propagation) de l'onde. L'onde sinusoïdale est un cas particulier d'onde périodique.
- Dans les vagues aléatoires en mer, lorsque les élévations de surface sont mesurées avec une bouée de mesure des vagues , la hauteur de vague individuelle H m de chaque vague individuelle — avec un entier m , allant de 1 à N , pour désigner sa position dans une séquence de N vagues — est la différence d'élévation entre une crête et un creux de vague dans cette vague. Pour que cela soit possible, il est nécessaire de commencer par diviser la série temporelle mesurée de l'élévation de surface en vagues individuelles. Généralement, une vague individuelle est désignée comme l' intervalle de temps entre deux croisements successifs vers le bas à travers l' élévation de surface moyenne (des croisements vers le haut peuvent également être utilisés). Ensuite, la hauteur de vague individuelle de chaque vague est à nouveau la différence entre l'élévation maximale et minimale dans l'intervalle de temps de la vague considérée.
Hauteur de vague significative
En océanographie physique , la hauteur significative des vagues (SWH, HTSGW ou H s ) est définie traditionnellement comme la hauteur moyenne des vagues ( du creux à la crête ) du tiers le plus élevé des vagues ( H 1/3 ). Elle est généralement définie comme quatre fois l' écart type de l'élévation de la surface – ou de manière équivalente comme quatre fois la racine carrée du moment d'ordre zéro ( aire ) du spectre des vagues . Le symbole H m0 est généralement utilisé pour cette dernière définition. La hauteur significative des vagues (H s ) peut donc se référer à H m0 ou H 1/3 ; la différence de magnitude entre les deux définitions n'est que de quelques pour cent.
Le SWH est utilisé pour caractériser l'état de la mer , y compris les vents et la houle .Hauteur des vagues RMS
Une autre statistique de hauteur de vague d'usage courant est la hauteur de vague moyenne quadratique (ou RMS) H rms , définie comme : avec H m désignant à nouveau les hauteurs de vague individuelles dans une certaine série temporelle .