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对于工科,如何理解张量

2022-10-18 22:11 作者:卡械卡  | 我要投稿

在学习弹性力学、cfd时候,经常遇到张量,但是这块知识比较难懂,本文仅仅作为临时笔记使用,仅仅学习2阶张量。

知乎  第一个学习资料 

首先理解向量:他是有大小,有方向的物理量,1、这个物理量可以表示力、速度这种物理量2、也可以用来表示一个平面(向量的法线对应的平面)

为了更好的解释张量是什么,有两个概念需要先搞清楚: 分量 (Components) 与基向量 (Basis Vectors)。


引入了坐标系,自然会明白components与basis vectors。

表达一个3维空间的向量,仅仅需要三个数字,行向量与列向量都可以。

对于一个向量A来说,我们用Ax, Ay, Az来表示这三个分量,分别对应向量A在x,y,z基向量方向上的分量,每个分量只有一个下标,因为每个分量仅仅由一个基向量构成,所以称为一阶向量。

知乎  第二个参考资料

知乎截图,侵权删

以上的唯一困惑在于  张量是不随坐标系改变而改变的,这句话的实际意义在于:1、不管坐标系咋变,向量还是那个向量,他总体的方向、大小并未改变。2、坐标系改变之后,其各个分量的值肯定改变,一个坐标变换矩阵就搞定了。


知乎截图,侵权删

以上困惑在于,并未发现两个坐标系,经过一些思考,发现了以下观点(个人观点)。

一个一阶张量,就是向量,三个数(x,y,z),三个数就表示了一个点上的力,(x,y,z)本身就是一个基向量,在里面填上数字就表示了大小。

对于一个面上的力呢,三个数是不足以表示的,九个数就表示了(这九个数字的位置就是基向量),然后下标是xy,可能代表是两组坐标系。

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