Complex reflection coefficients of water waves on the classification of types of breakers

Büsching, Fritz

doi:10.24355/dbbs.084-201210291111-0

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Complex reflection coefficients of water waves on the classification of types of breakers

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Auf der Grundlage von Modelluntersuchungen werden spezifische Phänomene bei brechenden Wellen an steilen Uferböschungen (mit Neigungen 1:m = 1:2 und 1:3) auf veränderliche Phasendifferenzen [Delta][phi] zwischen einfallenden und partiell reflektierten Wellen zurückgeführt. In Analogie zu elektromagnetischen Wellen an der Grenzfläche zweier Medien wird der Brechvorgang von Wasserwellen als Kombination von Effekten der Reflexion, der Transmission und der Dissipation betrachtet. Demzufolge wird der Reflexionskoeffizient als komplexe Größe [Gamma] definiert mit dem Betrag Cr = Hr/Hi und der Phase [Delta][phi]. Untersuchungsergebnisse werden nach Betrag und Phase für irreguläre Wellen in der Gaußebene und für monochromatische Wellen als Wertepaare jeweils in Abhängigkeit von Wellenfrequenz und Böschungsneigung dargestellt.

Based on model investigations, specific phenomena of waves breaking on rather steep slopes (1:2 and 1:3) are traced back partly to varying phase shifts [Delta)[phi], occurring between incident and reflected waves. As an analogue of electromagnetic waves at uniform planar interfaces, the process of wave breaking is regarded as combined effects resulting from reflection, transmission and dissipation. Accordingly a complex reflection coefficient [Gamma] is defined comprising of the magnitude Cr = Hr/Hi and the phase [Delta][phi]. Results are presented by magnitudes and phases for irregular waves in the Gaussian plane and for monochromatic waves with reference to some frequencies and slope angles.