К её созданию привёл поиск
ответов на такие вопросы:
Чем так похожи между собой картины с изображениями линий тока и линий равных чисел Маха в атласе сверхзвуковых течений свободно расширяющегося идеального газа,истекающего из осесимметричного сопла (авт. Жохов В.А. ,Хомутский А.А. М. ЦАГИ, 1970)?
(в этом атласе линии равных чисел Маха показаны для различных значений числа Маха на срезе и показателя адиабаты. Линии тока соответствовали относительным расходам 0,05;0,1;0,2 и т. д.)
Известно, что течение вдоль линии тока стремится к течению от локального сферического источника, но как сравнить этот источник со сферическим источником, имеющим расход сопла?
Насколько подходит асимптотически реализуемый источник для описания течения на умеренно больших расстояниях?
При угловом приближении линий тока c заданными относительными расходами к оси увеличиваются как продольная дальнобойность так и угловой спад. Как связать все эти вещи?
Как написать формулу типа источника, связывающую распределение расходного комплекса (плотность * скорость) с полным массовым расходом сопла.
Можно ли добиться в приближенной схеме выполнения интегральных законов сохранения массы и импульса?
Как представить явление направленного разлёта вещества простым, наглядным и понятным образом, пусть даже и без прорисовки некоторых деталей, какие умозрительные конструкции можно привлечь для этого?
О применении схемы
Если наладить численные расчеты струй, а также систему интерполяции и экстраполяции их результатов в заданные точки, то никакая простая схема не сможет дать результатов лучше, особенно в ближнем поле и в периферийной области.
(экстраполяция применяется за пределами рассчитанной области и не простая, а по типу источника)
Этот способ предпочтителен при выполнении конкретных расчётов.
Описанную же ниже схему можно использовать в качестве базового языка для пояснения различных струйных эффектов, например, для ответов на приведенные выше вопросы, а также для сравнительных и приближенных оценок.
Она для этого вполне подойдет, поскольку основывается на применении единственного параметра, имеющего ясный физический смысл и, как показывают результаты обработки данных численных расчетов, в центральной области течения присутствует именно эта схема, а не какая-то другая.
Причины, ухудшающие пригодность схемы для описания струй, истекающих в вакуум
Одна из причин — наличие в поле течения областей с разными свойствами.
Различие в свойствах областей особенно наглядно видно на примере истечения идеального газа в вакуум из плоского сопла — бесконечной щели. В случае осевой симметрии это различие не столь явственно, но оно тоже есть.
Поэтому, описанная ниже схема относится, в основном, к центральной области течения с некоторой экстраполяцией на периферийную область.
Пригодность схемы-источника ухудшает также некоторая кривизна линий тока, возникающая под действием сил внутреннего давления.
Несмотря на то, что на умеренно больших расстояниях линии тока выглядят визуально прямолинейными, их углы наклона к оси ещё увеличатся при уходе на бесконечность, и интересно выяснить – насколько.