Mūsdienu aviācija nebūtu iespējama bez aerodinamiskās analīzes, kuras pamatā ir šķidruma mehānikas pamatprincipi. Lai gan sarunu valodā "šķidrums" bieži ir sinonīms vārdam "šķidrums", šķidruma zinātniskais jēdziens attiecas gan uz gāzēm, gan uz šķidrumiem. Šķidrumu raksturīgā iezīme ir tieksme stresa apstākļos plūst - vai, tehniskajā valodā runājot, nepārtraukti deformēties. Spiediena jēdziens ir cieši saistīts ar plūstoša šķidruma svarīgām īpašībām.
Spiediena spēks
Spiediena tehniskā definīcija ir spēks uz laukuma vienību. Spiediens var būt nozīmīgāks nekā saistītie lielumi, piemēram, masa vai spēks, jo dažādu scenāriju praktiskās sekas bieži vien ir galvenokārt atkarīgas no spiediena. Piemēram, ja ar pirksta galu pieliekat gurķim vieglu lejupejošu spēku, nekas nenotiek. Ja to pašu spēku pieliekat ar asa naža asmeni, jūs sagriežat gurķi. Spēks ir vienāds, bet asmeņa malai ir daudz mazāka virsma, un tādējādi spēks uz laukuma vienību - citiem vārdiem sakot, spiediens - ir daudz lielāks.
Plūstošie spēki
Spiediens attiecas gan uz šķidrumiem, gan uz cietiem priekšmetiem. Jūs varat saprast šķidruma spiedienu, vizualizējot ūdeni, kas plūst caur šļūteni. Kustīgais šķidrums iedarbojas uz šļūtenes iekšējām sienām, un šķidruma spiediens ir līdzvērtīgs šim spēkam, kas dalīts ar šļūtenes iekšējās virsmas laukumu noteiktā punktā.
Ierobežota enerģija
Ja spiediens ir vienāds ar spēku, dalīts ar laukumu, spiediens ir vienāds arī ar spēka un attāluma dalījumu ar laukuma un attāluma attālumu: FD / AD = P. Platība un attālums ir ekvivalents tilpumam, un spēka un attāluma attālums ir darba formula, kas šajā situācijā ir līdzvērtīga enerģijai. Tādējādi šķidruma spiedienu var definēt arī kā enerģijas blīvumu: šķidruma kopējā enerģija dalīta ar tilpumu, kurā šķidrums plūst. Vienkāršotam šķidruma gadījumam, kas plūstot nemaina augstumu, kopējā enerģija ir spiediena enerģijas un kustīgo šķidruma molekulu kinētiskās enerģijas summa.
Saglabātā enerģija
Fundamentālā saistība starp spiedienu un šķidruma ātrumu ir notverta Bernulli vienādojumā, kurā teikts, ka kustīgā šķidruma kopējā enerģija ir saglabāta. Citiem vārdiem sakot, enerģijas summa spiediena un kinētiskās enerģijas dēļ paliek nemainīga pat tad, ja mainās plūsmas tilpums. Izmantojot Bernulli vienādojumu, jūs varat pierādīt, ka spiediens faktiski samazinās, kad šķidrums pārvietojas caur sašaurinājumu. Kopējai enerģijai pirms sašaurināšanās un sašaurināšanās laikā jābūt vienādai. Saskaņā ar masas saglabāšanu šķidruma ātrumam jāpieaug sašaurinātajā tilpumā, un tādējādi palielinās arī kinētiskā enerģija. Kopējā enerģija nevar mainīties, tāpēc spiedienam jāsamazinās, lai līdzsvarotu kinētiskās enerģijas pieaugumu.