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Thèse Année : 2013

EXPERIMENTAL EVIDENCE OF NEW TYPES OF VERY LARGE AMPLITUDES WAVES

MISE EN ÉVIDENCE DE NOUVEAUX TYPES DE VAGUES DE TRÈS GRANDES AMPLITUDES

Résumé

By means of the parametric excitation of water waves in a Hele-Shaw cell, we report the existence of two new types of highly localized, standing surface waves of large amplitude. They are respectively of odd and even symmetries. Both solitary waves oscillate subharmonically with the forcing frequency. They are highly nonlinear, and differ strongly from the other types of localized patterns. Moreover, to our knowledge, such a solitary waves of odd symmetry has never been reported hitherto (1). We report a new type of standing gravity waves of large amplitude, having alternatively the shape of a star and of a polygon (2). This wave is observed by means of a laboratory experiment by vibrating vertically a tank. The symmetry of the star (i.e. the number of branches) is independent of the container form and size, and can be changed according to the amplitude and frequency of the vibration. We show that this wave geometry results from nonlinear resonant couplings between three waves, although this possibility has been denied for pure gravity waves up to now. 1. J. Rajchenbach, D. Clamond, and A. Leroux, Observation of Star-Shaped Surface Gravity Waves. Phys. Rev. Lett. 110, 094502 (2013) 2. J. Rajchenbach, A. Leroux, and D. Clamond, New standing solitary waves in water. Phys. Rev. Lett. 107, 024502 (2011)
Au moyen d'une expérience d'excitation paramétrique de vagues de surfaces (ondes de Faraday), nous mettons en évidence l'existence de deux nouveaux types de vagues solitaires stationnaires de très grande amplitude (1). L'une est de symétrie paire, l'autre de symétrie impaire. Ces deux ondes solitaires, très fortement localisées, oscillent à la moitié de la fréquence du forçage. Elles sont très non-linéaires, et diffèrent grandement des autres types d'excitations localisées mises en évidence jusqu'à ce jour. C'est la première fois, à notre connaissance, qu'une onde solitaire de symétrie impaire est mise en évidence. Nous mettons aussi en évidence l'existence d'une onde de gravité de très grande amplitude, ayant alternativement la forme d'une étoile et d'un polygone (2). La symétrie cette vague, c'est à dire le nombre de branches de l'étoile ou de cotés du polygone, est indépendante de la forme ou de la taille du récipient, mais dépend des paramètre (amplitude et fréquence) de l'excitation. Nous montrons que la symétrie de cette vague resulte d'une interaction résonante à trois vagues, quoique cette possibilité ait été déniée jusqu'à présent pour des vagues purement gravitaires 1. J. Rajchenbach, D. Clamond, and A. Leroux, Observation of Star-Shaped Surface Gravity Waves. Phys. Rev. Lett. 110, 094502 (2013) 2. J. Rajchenbach, A. Leroux, and D. Clamond, New standing solitary waves in water. Phys. Rev. Lett. 107, 024502 (2011)
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Dates et versions

tel-01018513 , version 1 (04-07-2014)
tel-01018513 , version 2 (02-09-2014)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01018513 , version 1

Citer

Alphonse Leroux. MISE EN ÉVIDENCE DE NOUVEAUX TYPES DE VAGUES DE TRÈS GRANDES AMPLITUDES. Mécanique des fluides [physics.class-ph]. Université Nice Sophia Antipolis, 2013. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01018513v1⟩
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