Hidrodinamika je znanost o kretanju i djelovanju vode. U ronjenju na dah koristimo ''hidrodinamički'' kad zapravo mislimo hidrodinamički učinkovit. Znanost hidrodinamike ima mnogo toga zajedničkog s aerodinamikom, koja je znanost pokreta i djelovanja zraka. Predstaviti ćemo fizikalne uvjete,te pitanja koja su uključena u dijelu hidrodinamičke znanosti relevantne za nas, i onda pokazati kako bi trebali utjecati na naš izbor opreme i našu tehniku ronjenja. Fokus ovog istraživana uglavnom se bavi korištenjem dvije peaje u ronjenju na dah, iako se večina pojmova može primjeniti i na monoperaju.
Razumijevanje sila i kako rade je osnova hidrodinamike, tako da bismo trebali biti svjesni nekih osnovnih pojmova.
Newtonovi zakoni gibanja
Vjerojatno najkorisniji za ronioca je treči newtonov zakon akcije i reakcije: ''Ako jedno tijelo djeluje na drugo tijelo, onda i drugo tijelo djeluje na prvo silom iste jačine i suprotnoga smjera, tj. sila akcije jednaka je sili reakcije. Istog su pravca i suprotng smjera. Jednostavno rečeno to samo znači da ako guraš zid silom od 50 Newtona, onda i tebe zid gura istom tom silom nazad. To je bitno jer kad se krećemo kroz vodu, naše peraje (ruke,stopala) primjenjuju silu na vodu te njena suprotna sila 'reaktivna sila' je ta koja gura naše tijelo kroz vodu.
Komponente i Rezultante Sila i Vektori
Sila je ono što mi zovemo "vektor" količine, što samo znači da sile imaju magnitudu (koliko sile) i pravac (gdje se primjenjuju).
Ponekad se sila primjenjuje pod kutem, ili otklonom tako da ne djeluju sve sile u jednom smjeru. To znači da sila može imati "komponentu" u dva različita smjera. To si je jednostavno predočiti ako se zamisliš kako guraš kosilicu. Ručka pod kutom, tako dok hodaš guraš je istovremeno i naprijed i prema dolje. Ako,recimo, primjenjujemo silu od 60N, možemo, za primjer, pretpostaviti da guramo kosilicu naprijed sa silom od 30N te prema dolje 30N.
Ponekad se primjenjuju 2 ili više sila na objekt. Njih zbrojimo (ili ponište jedna drugu ako su suprotnih pravaca) za kreiranje jedne, rezultantne sile. Ako zamislite dva muškarca u potezanju konopa, primjenjujući silu na konopcu od 1000N prema sjeveru i 1005N u smjeru juga, njihova rezultantna sila od 5N će biti u smjeru juga, a muškarci i konop će se kretati u tom smjeru.
Da se prisjetimo predhodnog primjera, ako primjenjuješ silaznu komponentu 30N na kosilicu, a težina same kosilice već primjenjuje 100N sile prema dolje, rezultantna sila je 130N.
Inercija i Moment
Kada je tijelo u mirovanju, imati će otpor prema kretanju (Dalmoš). Ova sila je inercija iliti tromost. Zamislite da trebate pomaknuti tešku kutiju na podu. Trebat će vam više snage da bi je pokrenuli u početku. Kada se tijelo već kreće, ona će se odupirati zaustavljanju, ovo je moment, zamah. Tromost ovisi samo o masi tijela, a zamah ovisi o masi i brzini tijela. Zamislite da gurate teška kolica. Morate se primjeniti jaku silu da ih zaustavimo.
Rad
Rad je više ili manje jednostavno definiran kao iznos sile primijenjene na određenoj udaljenosti. Dakle Sila * Udaljenost. Ako se mičemo 5 cigli 10 metara, mi smo napravili neki Rad. Dva puta više rada je premještanje 5 cigli 20m ili 10 cigli 10m. U ronjenju na dah možemo pretpostaviti da je Rad proporcionalan potrošenok kisiku , imajući u vidu da je tijelo uvijek radi neki "rad" održavajuč se na životu.
Napadni kut
Dakle napadni kut je kut u odnosu na smjer kretanja, odnosno u našem slučaju kut koji peraja ima kada se kreće kroz vodu
Uzgon
Uzgon je rezultantna sila uzrokovana primjenom sile peraje na fluid, odnosno vodu. Da pojednostavnim, ukoliko mičeš peraju kroz vodu pod kutem, površina lista će vršiti pritisak na vodu prema dolje... te po već spomenutom 3 njutnovom zakonu voda će vršiti isti pritisak na peraju samo obrnutoga smjera,dakle prema gore. U ronjenju je dakle uzgon generiran perajom i on je proporcionalan napadnom kutu lista
Otpor
Otpor je generalni pojam za silu koja vrši voda na neki predmet koji se giba kroz nju. Otpor je najštetnija sila prilikom kretanja kroz vodu. Otpor nam raste sa kvadratom brzine, dakle, ukoliko ronimo brzinom 2 odnosno recimo da smo udvostručili svoju brzinu, otpor će nam narasti za 4 puta, tj ako je učetverostručimo bit će 16 puta veći, itd. Smanjivanjem otpora ćemo napraviti najveći progres u performansama i učinkovitosti prilikom kretanja kroz vodu.. U ronjenju imamo nekoliko vrsta otpora:
1) Parazitski otpor- to je otpor koji je uzrokovan oblikom tijela te trenjem tijela(odijela) zbog hrapavosti površine.
2)
3) Inducirani otpor- to je otpor koji se javlja prilikom krtanja tijela kroz vodu koje mijenja napadni kut te je isključivo ovisan o napadnom kutu i uzgonu,da ne drvim previše o njemu, na njega ne možemo previše utjecati jer se napadni kut peraje konstantno mijenja i već samim time što imamo vodilice na peraji umanjujemo utjecaj prelaska vrtloga sa donjake na gornjaku i obratno....sve u svemu nebitno 
Turbulencija- to je razbijanje glatkog prelaska vode preko objekta tj peraje, ona je naravno manja što je površina glatkija te što su prelazi(na kraju peraje) blaži.
Sada kada smo definirali uvjete i neke od pojmova u hidrodinamici, mogli bismo ih napokon i primjeniti u ronjenju na dah, recimo za odabir opreme e poboljšanje naše tehnike.
Tip peraja
Krutost
Uzmimo za primjer totalno krutu peraju, ko recimo nekakvo veslo. To bi bilo dosta efektivno da možemo lako mijenjati napadni kut no pošto bi imala konstantni napadni kut u odnosu na stopalo, takva peraja bi generirala uzgon ili otpor u krivom smjeru (osim ukoliko koljena ne bi bila savinuta prilikom zamaha prema naprijed). Takvo veslo bi uzrokovalo moment prema natrag(jer bi otpor bio veći od uzgona) te bi trebali upotrijebiti ogromnu silu da svladamo početnu inertnost a sa time bi se povečala i potrošnja kisika odnosno umor.
Peraje bi trebale biti dovoljno mekane da se savijaju prilikom zamaha. Mekanost omogučuje dvije stvari:
Prvo je to što nam pritisak vode savija peraju, stvarajuči napadni kut površine koji posljedično generira uzgon (ili ti silu koja nas gura u smjeru u kojem hočemo ići).
Drugo, to što pretvara dio enegije prilikom perajanja u savijanje peraje, te se mijenja oblik, što nam smanjuje parazitski otpor (za razliku od krute peraje) prilikom početka zamaha, sa čime nam se smanjuje anaerobno naprezanje mišića; a to nam pak daje mogučnost zamaha kojim ćemo si omogučiti da stvorimo finalnu propulzivnu silu na kraju zamaha peraje, koja je uzokovana uslijed federastog djelovanja peraje (ne znam kak da to kažem jednom riječju), odnosno vračanja peraje u svoj prvobitni položaj prije izvijanja.
Pretjerano mekana peraja će stvoriti vrlo mali napadni kut, što će za osljedicu imati mali uzgon. Sama peraja će imati manji parazitski otpor (urokovan oblikom), što znaći da će inertnost biti manja i da ćemo peraje lakše koristiti no to je bačena energija. S obzirom da nismo ništa energije pohranili u peraju prilikom zamaha to će i federasto djelovanjena kraju zamaha peraje biti manje...
Oblik
Peraja sa ravnim krajem će imati tendenciju da generira turbulenciju a time i otpor. Niz raličitih testiranja je utvrdio da postoje oblici koji smanjuju turbulenciju. Najpoznatiji je ''V'' ,koji omogučuje da se list malo izvija na obje strane uzdužno što smanjuje turbulenciju. Neke peraje imaju konusni kraj , koji smanjuje dodirnu površinu lista sa vodom i na taj način smanjuje turbulenciju. U slučaju vrlo tankog konusa odnosno ''jezika'', on dodatno služi kako bi ranije počelo izvijanje peraje prilikom zamaha, čime se ranije dobiva potrebna zakrivlenost,odnosno napadni kut što rezultira da list bude efektivniji prilikom zamaha, bez potrebe za ulaganjem dodatne snage.
Debljina
Peraje koje imaju konstantnu debljinu će imati tendenciju da se savijaju u polukrug stvarajuči slične probleme kao i premekane peraje. List koji se sužava prema kraju će imati tendenciju da stvara paraboličnu krivulju, zadržavajući zadnju trečinu (ili više ovisno o rogu) pod napadnim kutem koji će generirati korisnu snagu.
Zamah
Budući da ronioc ovisi o učinkovitosti kretanja kroz vodu, tako da dobije maksimalnu brzinu sa minimalnim trošenjem snage, moramo,zbog konstitucija, uzeti u obzir različite snage i kako ih optimizirati u našem stilu perajanja.
Upotreba koljena
Savijanje koljena će smanjiti napadni kut u odnosu na smjer sile perajanja, što u ekstremnim slučajevima može doći do nule,gdje se zapravo peraja povlaći uzduž što nam ne generira nikakav uzgon. Savijanje koljena na početku zamaha će smanjiti inerciju, te bi bilo poželjno da ga ispravimo tijekom zamah ili ostavimo ukručeno u tom položaju. Savijanjem koljena mijenjamo mu naravmo kut, a time smanjujemo napadni kut lista s čime naravno dobivamo manje propulzije.
Veći zamah
Mali zamah sa dužim perajama neće uzrokovati da voda svojim otporom izvije list u pravu krivulju te se neće stvoriti ispravan napadni kut bez kojeg nema propulzije.
Tijelo i pozicija glave kod ronjenja
Tijelo roniona mora biti što ravnije sa uvučenom bradom kako bi imalo što manju površinski otpor u smjeru kretanja. Korištenje ruku ili izvijanje tijela uzrokuje veči otpor što naravno uzrokuje povečanu potrošnju kisika za kretanje.
Peraja sa ispravnim izvijanjem, sa ispravnim zamahom ima komponentu uzgona suprotnu smjeru zamaha, dakle jače perajanje naprijed (ili sa većim zamahom/potezom) će imati tendenciju guranja unazad(prema leđima), dok jače perajanje unazad će imati suprotni učinak..tako da se sa samim perajanjem može kontrolirati pozicija tijela prilikom kretanja održavajući ispravan položaj tijela.
Brzina perajanja
Perajanje u vodi stvara otpor na dvije površine. Perajanjem se stvara otpor na listu peraje i nozi te propulzija prema naprijed stvara otpor tijela, večinom glave i ramena. Otpor se može izračunati formulom koja uzima u obzir gustoču fluida, brzino kretanja tijela kroz fluid te koeficijent otpora koji ovisi o površini, trenju itd. Najbitnije je da se prisjetimo formule gore navedene gdje brzina raste sa kvadratom otpora .Ukoliko želimo povečati brzinu moramo pomnožiti otpor, npr. Ako perajamo 1m/s i otpor nam je u tom trenutku 5N (ekvivalentno dizanju 0.5kg utega na kopnu) te želimo ubrzati na 2m/s to će nam otpor biti 25N(ili ti uteg od 2.5kg), to bi u konačnici značilo da čemo izvršiti 5 puta veći rad da bismo ubrzali za duplo.
Dakle ako smanjimo što je više moguče otpor smanjili smo faktor koji se kvadrira, no ono što je isto tako očito je da je ubrzavanje na kraju izrona kontraproduktivno! Ukoliko bi kao u primjeru gore recimo ubrzali sa tih 1m/s na 2m/s u zadnjih 20m, srezali bi si vrijeme za 10sec što znači i vrijeme držanja daha. Malo sutra, pošto se Rad računa u odnosu na udaljenost a ne na vrijeme, svoj napor bi si morali pomnožiti sa 5 zadnjih 10 sec zbog otpora. Uzimajuči za pretpostavku da je potrošen kisik jednak izvršenom radu (nije u potpunosti točno ali može poslužiti za grubu procjenu) imamo:
W = Rad
F = Sila Otpora
Na 1m/s... W = F * 20m = 5 * 20 = 100N/m
Na 2m/s... W = 5F * 20m = 5 * 5 * 20 = 500N/m
Što znači da uspoređujemo korištenje X količine O2 u 20sec sa upotrebom 5puta kisika u 10sec. Drugim riječima ukoliko poduplamo našu brzinu zadnjih 20m, naša apnea bi trebala biti 10sec duža!
Hidrodinamika i Klizanje
Faza klizanja roniocu štedi energiju jer ne ulaže nikakvu energiju u kretanje, što bi značilo da ukoliko želimo povečati našu dubinu urona te ostanak pod vodom moramo poboljšati naš položaj u klizanju te time i brzinu klizanja. Sila koja nam omogučuje da kližemo je gravitacija minus naša plovnost. Povečanje otpora povečanjem brzine je manje bitno nego u perajanju, jer ne trošimo snagu, ali s obzirom da troši vrijeme nam ipak nije zanemarivo.
Otpor u odijelu
S obzirom da veće trenje na većoj udaljenosti (dubini), i naravno, pri većoj brzini ima utjecaja potrebno je odabrati glatko odijelo.
Plovnost u odijelu
Deblje odijelo povečava površinu ronioca a samim time i otpor što otežava klizanje. Teško je izračunati koliko je značajan taj faktor za klizanje (kao npr. za poziciju ronioca ili materijal od kojeg je napravljeno odijelo), no u svakom slučaju tanje odijelo je bolje iako se i deblje više stišće sa dubinom pa se klizanje poboljšava sa dubinom
Položaj u Klizanju
Položaj našeg tijela i peraja je zapravo jedini način na koji možemo podesiti naš otpor. Položaj peraja je najvažniji zato što peraje imaju veliku površinu i k tome su plosnate, tako da njihov dijapazon minimalnog i maksimalnog otpora u odnosu na položaj varira više od bilo kojeg otpora koje tijelo može postiči. Večina peraja ima list postavljen pod kutem u odnosu na stopu kako bi se ostvario kut između peraje i potkoljenice što bliže 180 stupnjeva. Čak i sa ispruženim stopalima kut između peraje i noge nije 180stupnjeva i nije savršen nastavak noge. Održavajući tijelo i noge skroz ravno zapravo može dovesti do stvaranja kuta koji pak dovodi do velikog otpora a on gura vrh peraje unazad, dok stražnji dio peraje preusmjerava vodu te tako stvara dodatnu turbulenciju.
Malim savijanjem nogu (za isti kut koji peraja zatvara sa stopalom), ostvaruje se otpor peraje skoro pa jednak, što nam izuzetno poboljšava klizanje.
Organizacije
