現代の航空は、流体力学の基本原理に基づく空力解析なしでは不可能です。 「流体」は会話言語では「液体」と同義語であることがよくありますが、流体の科学的概念は気体と液体の両方に適用されます。 流体の明確な特徴は、応力下で流れる傾向、または技術用語では継続的に変形する傾向です。 圧力の概念は、流れる流体の重要な特性と密接に関連しています。
圧力の力
圧力の技術的な定義は、単位面積あたりの力です。 さまざまなシナリオの実際の結果は主に圧力に依存することが多いため、圧力は、質量や力などの関連する量よりも意味があります。 たとえば、指先を使ってキュウリに軽い下向きの力を加えても、何も起こりません。 鋭利なナイフの刃で同じ力を加えると、きゅうりをスライスします。 力は同じですが、ブレードのエッジの表面積がはるかに小さいため、単位面積あたりの力、つまり圧力ははるかに高くなります。
流れる力
圧力は、流体と固体の両方に適用されます。 ホースを流れる水を視覚化することで、流体の圧力を把握することができます。 移動する流体はホースの内壁に力を及ぼし、流体の圧力は、この力を特定のポイントでのホースの内表面積で割ったものに等しくなります。
閉じ込められたエネルギー
圧力が力を面積で割った値に等しい場合、圧力は力×距離を面積×距離で割った値にも等しくなります：FD / AD = P。 面積×距離は体積に相当し、力×距離は仕事の公式であり、この状況ではエネルギーに相当します。 したがって、流体の圧力は、エネルギー密度、つまり流体の総エネルギーを流体が流れている体積で割ったものとして定義することもできます。 流れるときに高さが変化しない流体の単純化されたケースでは、総エネルギーは、圧力のエネルギーと移動する流体分子の運動エネルギーの合計です。
保存されたエネルギー
圧力と流体速度の基本的な関係は、移動する流体の総エネルギーが保存されることを示すベルヌーイの式に含まれています。 言い換えれば、圧力によるエネルギーと運動エネルギーの合計は、流量が変化しても一定のままです。 ベルヌーイの式を適用することにより、流体がくびれを通過するときに圧力が実際に低下することを示すことができます。 くびれ前とくびれ中の総エネルギーは同じでなければなりません。 質量保存の法則に従って、流体の速度は収縮した体積内で増加する必要があり、したがって運動エネルギーも増加します。 総エネルギーは変化しないため、運動エネルギーの増加と釣り合うために圧力を下げる必要があります。