Modélisation de surfaces océaniques à l'aide de groupes de vagues - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2011

Wave group based modelling of ocean surfaces

Modélisation de surfaces océaniques à l'aide de groupes de vagues

Résumé

The study in this thesis proposes an original representation of a random wave field. The main goal is to respect the statistical constraints on a one-point characteristic function (variance, skewness and kurtosis) and also, at a two-point characteristic function (spectrum and slope). The proposed model considers the elevation of the ocean surface as a superposition of random spatial functions with the random amplitudes, grouped into maps depending on the wave vector. This approach leads to the construction of two models, so called “Groupy Wave Model” (gwm) and “Groupy Chopy Wave Model” (gcwm). The first allows the control of the spectrum, skewness (elevations and slopes) and kurtosis (elevations or slopes). The latter takes into account the orbital motions of water particles. The gcwm model is derived from horizontal coordinates of gwm surface. This transformation dresses the spectrum and shows cusps. A method of undressing the spectrum to obtain a surface with a target spectrum, which takes into account the cusps, is also introduced. The obtained results emphasize very different sea state structures, but with identical statistical properties.
L’ ́etude men ́ee dans ce m ́emoire propose une repr ́esentation originale d’un champ de vague al ́eatoire afin de respecter les contraintes statistiques sur la fonction caract ́eristique en un point (variance, coefficients d’asym ́etrie skewness et d’aplatissement kurtosis), mais ́egalement en deux points (spectre, pente). La mod ́elisation propos ́ee consid`ere l’ ́el ́evation de la surface oc ́eanique comme une superposition de fonctions spatiales al ́eatoires, et d’amplitudes al ́eatoires, regroup ́ees en un certain nombre de nappes en fonction du vecteur d’onde. Cette d ́emarche aboutit ` a la construction de deux mod`eles nomm ́es “Groupy Wave Model” (gwm) et “Groupy Chopy Wave Model” (gcwm). Le premier permet le contrˆole du spectre, skewness (des hauteurs et des pentes) et kurtosis (des hauteurs ou des pentes). Le dernier prend en compte les mouvements orbitaux des particules d’eau. Le mod`ele gcwm est vu comme un changement de coordonn ́ees horizontales de la surface du mod`ele gwm pour le peuplement d’une surface. Cette transformation habille le spectre des hauteurs et fait apparaˆıtre des points de rebroussement. Une m ́ethode permettant de “d ́eshabiller” le spectre afin d’obtenir une surface avec un spectre voulu, ainsi qu’une proposition pour tenir compte des points de rebroussement sont aussi introduites. Les r ́esultats obtenus soulignent un large ́eventail de diff ́erentes structures de l’ ́etat de mer, tout en respectant les mˆemes contraintes statistiques.
Fichier principal
Vignette du fichier
these2011ZakariaBelemaalem.pdf (4.48 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-01260576 , version 1 (22-01-2016)

Licence

Paternité

Identifiants

  • HAL Id : tel-01260576 , version 1

Citer

Zakaria Belemaalem. Modélisation de surfaces océaniques à l'aide de groupes de vagues. Complexité [cs.CC]. Université Européenne de Bretagne; Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest; Lab-STICC, 2011. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01260576⟩
244 Consultations
225 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More