Инерция состояния среды способствует переходу к устойчивым формам криволинейного
движения материальной субстанции, допускающим неограниченно высокую её концентрацию.
Такой идеальной формой движения является вихревое движение субстанции, в которое
оно переходит при резком изменении параметров состояния. Вихревое движение приводит
в действие механизм электромагнитного взаимодействия, обеспечивающий сохранение
такого структурного образования. Движение по отдельным локальным криволинейным участкам
приобретает устойчивый характер при наличии симметрии на этом участке линии тока
относительно критической точки с максимальной кривизной, когда геометрия участка
набегающего потока повторяет геометрию участка сбегающего потока с критической точки.
Катастрофа наступает при внезапном сбросе (срыве) в определённых условиях накопившейся
энергии и стремительном её распространении в виде ударной волны. Условием, обеспечивающим
сброс (срыв) накопившейся энергии, является превышение величиной инерционного воздействия
потока субстанции сопротивления среды переходу в иное состояние. Потеря сопротивления
среды сопровождается резким спрямлением траектории движения субстанции ("срывом
струи") в критической точке. Критерии перехода от устойчивого состояния субстанции
к её внезапному стремительному движению определяются из уравнения сохранения импульса
субстанции (27).
Рассмотрим пример определения критериальных параметров для явлений, характеризуемых
числами Рейнольдса и Фруда. Определим соотношения сил инерции и сил вязкости (сопротивления
среды переходу в иное состояние) для потока жидкости, обтекающего какое-либо препятствие.
Уравнение (28) для данного случая, при
(плотность
жидкости), запишется следующим образом:
(44)
Первое составляющее уравнения, с учётом (43), равно
Другое слагаемое
-
в котором
так как
в данном случае характеристики изменяются только от градиентного перераспределения
параметров движения жидкости. В результате, второе слагаемое можно представить в
виде

Если учесть, что
а
динамическая
вязкость жидкости, то соотношение составляющих уравнения (44) можно записать в виде
(45)
В такой редакции записывается постоянное число Рейнольдса. Это же соотношение, с
обратным положением числителя и знаменателя, представляет собой число Фруда.
Наиболее частой причиной сброса накопившейся энергии на криволинейном участке её
движения являются импульсные инициирующие воздействия. Возникнув в результате скачкообразного
изменения параметров состояния субстанции, импульсные воздействия распространяются
в виде ударной волны со скоростью, большей скорости звука в данной невозмущённой
среде. Такой ударный импульс, имея часто случайную природу, воздействует на основной
поток субстанции. В результате, рассматриваемый поток приобретает дополнительное
ускорение и его инерционное воздействие увеличивается, с возможным достижением критических
значений.
Из физики известно, что малые возмущения субстанции
распространяются
в сплошных средах со скоростью
звука, а
приращение
инерционного
воздействия потока субстанции равно:
(46)