זרימה דחיסה חד ממדית

נחירי לאבאל – נחירים עם מבנה מתכנס\מתרחב

כאשר מהירות הזורם מאיצה מהתחום התת-קולי לתחום העל-קולי, הפיזיקה של התנהגות זורם בדיפיוזר ונחיר משתנה. בשימוש בחוקי הזרימה ותרמו דינמיקה, הקשר הבא פותח לטובת ניתוח זרימה בצינור (שילוב של משוואת שימור המסה עם משוואת שימור המומנטום): 
כאשר dP הוא השינוי הדיפרנציאלי בלחץ, M הוא מספר מאך, ρ היא צפיפות הגז, V היא מהירות הזורם, A הוא שטח הצינור ו dA הוא השינוי בשטח הצינור. המשוואה מראה שבעבור זרימה תת-קולית, צינור עם שטח חתך מתכנס (dA<0) מעלה את מהירות הזורם ואילו צינור עם שטח חתך מתרחב (dA>0) מוריד את מהירות הזורם. עבור זרימה על-קולית, התוצאה ההפוכה מתרחשת בגלל שינוי הסימן (1-M^2 ) . כעת, צינור עם שטח חתך מתכנס (dA<0) מוריד את מהירות הזורם וצינור בעל שטח חתך מתרחב (dA>0) מעלה את מהירות הזורם. כאשר מספר מאך שווה ל1, תרחשת תופעה מיוחדת הדורשת ששטח החתך יהיה מקסימלי או מינימלי. לטובת יישומים מעשיים, רק שטח חתך מינימלי יכול להאיץ זרימה לערך מאך שווה ל1 ומעבר. מצורפת טבלה של נחירים ודיפיוזרים תת-קוליים שמשמשים למטרה זו.
לכן, על מנת להאיץ זורם שערך מאך שלו יהיה שווה ל-1, יש לתכנן נחיר ששטחו יתכנס לשטח מינימלי מסוים ואז יתפשט. נחיר ספציפי זה, בעל שטח חתך מתכנס ואז מתפשט, נקרא על שם "גוסטף דה לאבאל" הממציא שלו, ועל כן נקרא #הפניה זרימת דה לאוואל. כאשר זרימה תת-קולית נכנסת לחלק בצינור שבו שטח החתך מתכנס, הזורם מאיץ. לאחר מכן, עם הגעת הזורם לשטח החתך המינימלי של הצינור (החלק הידוע בשם "צוואר הצינור") הזורם יכול להגיע לערך מאך שווה 1. אם כן, אם מהירות הזורם תמשיך לעלות, הצפיפות שלו צריכה לרדת על מנת להיות עקביים עם חוק שימור המסה. כדי להשיג ירידה זו בצפיפות הזורם, הוא חייב להתפשט. על מנת להיות מסוגל לעשות כך, הזורם חייב לעבור בחלק הצינור שבו שטח החתך מתרחב. 
להלן תמונה של זרימה ב"נחיר דה לאבאל".

מהירות מקסימלית אפשרית של גז

בסופו של דבר, בגלל חוק שימור האנרגיה, גז תמיד מוגבל למהירות מקסימלית סופית המתבססת על תכולת האנרגיה שבו. המהירות המקסימלית V_max שגז יכול לנוע בה היא  כאשר  הוא קבוע החום הסגולי בלחץ קבוע ו היא "טמפרטורת הסטגנציה" של הזורם.

היחסים בין זרימה איזנטרופית למספר מאך

בשימוש בחוקי התרמודינמיקה וחוקי השימור, ניתן למצוא מספר קשרים בצורת  
כאשר M הוא מספר המאך ו γ הוא יחס החומים הסגוליים (1.4 עבור אוויר).

הגעה למהירות על קולית

כמו שהוסבר מקודם, על מנת שזורם יגיע למהירות על קולית, הוא חייב לעבור תחילה בשטח החתך המתכנס בצינור או "צוואר הצינור". בנוסף, יחס לחצים כולל, שמורכב מהיחס בין הלחץ לפני הצוואר לעומת הלחץ אחרי הצוואר, שערכו צריך להיות 2 הוא תנאי הכרחי על מנת שהזורם יגיע למאך שווה 1. עם ההגעה למאך שווה 1, ניתן לכנות את הזרימה בצוואר הצינור כזרימה "חנוקה". הסיבה לכך היא ששינויים במורד הזרם יכולים לנוע רק לכיוון מעלה הזרם במהירות קולית ואילו כאן כאשר אנו במצב על קולי, המסה שעוברת בנחיר לא יכולה להיות מושפעת משינויים במורד הזרם לאחר הגעה למצב זרימה "חנוקה".זרימה חנוקה היא מצב מגביל שמשמעותו שיש "רף עליון" עבור הספיקה המסית, ואפילו אם נמשיך ונגדיל את היחס בין הלחץ לפני הנחיר לעומת הלחץ מחוץ לנחיר, עדיין הספיקה המסית לא תשתנה.

זרימה חד ממדית עם הכנסת חום או חיכוך למערכת

כאשר אנו מוסיפים חום לזורם הנע בתעלה, התופעה משפיעה על מהירות המאך: כאשר לזורם יש מאך מעל 1 (זרימה על-קולית)הוספת החום גורמת לירידה במספר מאך, עלייה בלחץ ועלייה בטמפרטורה ולגבי נתוני סטגנציה אנו מקבלים שלחץ הסטגנציה (נקודה שבה מהירות הזורם היא אפס) יורד ואילו טמפרטורת הסטגנציה עולה ולבסוף, מהירות הזורם יורדת.
לעומת זאת, אם הזורם נמצא מתחת למאך שווה 1 (זרימה קולית) עם הוספת החום מספר המאך עולה, הלחץ יורד והטמפרטורה מתנהגת שונה עבור אזורים כאשר היחס בין החומים הסגוליים מעל ומתחת לערך מסוים. ובנוסף, המהירות עולה. ניתן לראות את השוני בתגובות כאשר מדברים על זורם שנמצא באזורים שונים של מספר מאך (1).
ובצורה מקבילה רק הפוכה, ניתן להבין איך מתנהגת המערכת כאשר מוציאים חום מהמערכת. התנהגות הזורם בתנאים אלו הנה לשאוף לM=1 ועל כן ככל שנוסיף חום הזורם ישאף להתקרב למאך שווה 1 מ-2 הצדדים או ממאך גדול מ-1 או ממספר מאך קטן מ-1. 
בצורה דומה, ניתן לעשות את אותם שיקולים כאשר מתווספת לזרימה גם תוספת חיכוך. (2)