Tegangan yang dihasilkan pada tumbukan burung dengan target yang kaku dapat diselesaikan menggunakan teori hidrodinamik. Dalam teori hidrodinamik, kekuatan dan viskositas material burung diabaikan serta tegangan burung dapat diperoleh menggunakan hubungan energi, kecepatan, tekanan, dan densitas.

Ketika burung menumbuk permukaan yang rigid, partikel-partikel bagian depan burung akan berkontak dengan permukaan yang ditumbuk sehingga berhenti bergerak dan menimbulkan gelombang kejut pada lokasi tersebut. Gelombang kejut ini bergerak ke belakang (lapisan-lapisan yang berada di sisi lain dari zona tumbukan) sehingga menurunkan kecepatannya.

Kecepatan dari gelombang kejut berkebalikan ini sangat tinggi sehingga partikel-partikel burung yang cukup jauh dari permukaan rigid tidak memiliki waktu untuk terpengaruh oleh kondisi batas bebas pada tepinya. Ini berarti sifatnya sama dengan sifat medium semi-infinit yang berdeformasi pada kondisi plane-strain. Dengan demikian, gelombang kejut awal diasumsikan memengaruhi material burung dalam proses plane-strain.

Akibat tingginya kecepatan awal burung, tekanan dari gelombang kompresi yang terbentuk besar dan konstan pada setiap lapisan pada awal tumbukan. Bersamaan dengan gelombang kejut merambat ke partikel-partikel burung yang bergerak ke depan, material yang terletak pada tepi setiap lapisan mengalami gradien tekanan yang tinggi.

Tekanan pada sisi dalam berasal dari gelombang kejut. Tekanan pada sisi luar setara tekanan atmosfer. Ini menyebabkan partikel di tepi tersebar secara radial sehingga menurunkan gradien tekanan radial.

Akibat pengaruh gelombang kompresi dan pelepasan tekanan radial, keadaan tegangan yang kompleks terbentuk. Gerakan lateral dari partikel pada permukaan luar burung menyebabkan tegangan geser (akibat perpindahan lateral relatif dari setiap lapisan terhadap lapisan material yang mengikutinya) dan tegangan tarik (akibat ekspansi material). Pada setiap daerah, burung “mengalir” saat tegangan jauh melampaui kekuatannya.

Karena fenomena ini terbentuk selama tumbukan, material terus mengalir sampai saat tumbukan terakhir. Karena kekuatan burung diabaikan, burung dapat dianggap sebagai fluida. Untuk material semacam ini, fotografi berkecepatan tinggi dapat membuktikan bahwa deformasi besar yang terhadi pada burung yang menumbuk target memiliki properti fluida pada kasus tumbukan kecepatan tinggi.

Ketika gelombang kompresi mencapai ujung bebas burung, gelombang tersebut dipantulkan kembali hingga mencapai ujung lainnya yang kontak dengan permukaan rigid. Setelah beberapa kali pemantulan yang cepat, gelombang kejut secara bertahap kehilangan kekuatan dan akhirnya lenyap. Setelah itu, kondisi tunak aliran burung terbentuk.

Kecepatan dan medan tekanan tetap konstan pada ruang dan material burung mengalir sepanjang jalur yang disebut streamlines. Setelah semua material burung melalui streamlines tersebut, proses tumbukan berhenti. Beberapa penyederhanaan digunakan pada penurunan analitik yang dilakukan. Distribusi densitas dan massa badan antarjenis burung berbeda-beda.

Air merupakan komposisi utama badan burung. Kekuatan dan analisisnya diabaikan. Untuk menyederhanakan analisis, material burung dianggap homogen. Dengan mengasumsikan target rigid, pengaruh deformasi target yang dihasilkan oleh gaya selama tumbukan dieliminasi. Penyederhanaan lain adalah pengabaian gaya geser friksional antara permukaan burung dengan target.

Berdasarkan pembahasan di atas, tumbukan burung dapat dibagi ke dalam empat fasa utama berikut.

  1. Shock Regime
  2. Release Regime
  3. Steady Flow Regime
  4. Impact Termination

Masing-masing fase tersebut insyaAllah akan dibahas pada tulisan selanjutnya.