Comparison between theory and experiment of water particle velocity and acceleration under large amplitude waves

Abstract

أجريت دراسة تجريبية للموجات ذات الاتساع الكبير في المياه الضحلة وذلك باستخدام قنوات الموج المخبرية ومن ثم تم تسجيل سرعة الذرات الأفقية والرأسية المكونة للمياه وكذلك التسارع الناجم وقد ساعد محدد قياس السرعة لسلك التعليق على إجراء القياسات الأولرية (Eulerian) وتم استخدام التصوير في القياسات اللاجرانجية (Lagrangian) واستخدمت نظرية الموج الثالثة لنظام ستوكس ونظرية الموج الكنويدلية (Cnoidal) للمقارنة النظرية وكان التوافق بين المعلومات والقيم النظرية جيدا فيما يتعلق بالموجات ذات المدى القصير والاتساع المنخفض ووجد أن النظريات تبالغ كثيرا في تقدير البيانات عن طريق زيادة الحواف مع زيادة طول الموجات وارتفاعها النسبي

An experimental investigation of large amplitude waves in intermediate depth water was performed in a laboratory wave channel Horizontal and vertical components of water particle velocity and the derived acceleration are reported The suspension wire velocity gauge enabled Eulerian measurements to be made and photography was used for the Lagrangian measurements The third order Stokes wave theory and cnoidal wave theory were used for theoretical comparison The agreement between data and theoretical values was very good for waves having relatively short wavelength and low amplitudes and the theories were found to overestimate the data by increasing margins with the increase of the relative wavelength and relative wave height