對(duì)于工科,如何理解張量
在學(xué)習(xí)彈性力學(xué)、cfd時(shí)候,經(jīng)常遇到張量,但是這塊知識(shí)比較難懂,本文僅僅作為臨時(shí)筆記使用,僅僅學(xué)習(xí)2階張量。

首先理解向量:他是有大小,有方向的物理量,1、這個(gè)物理量可以表示力、速度這種物理量2、也可以用來表示一個(gè)平面(向量的法線對(duì)應(yīng)的平面)

為了更好的解釋張量是什么,有兩個(gè)概念需要先搞清楚: 分量 (Components) 與基向量?(Basis Vectors)。
引入了坐標(biāo)系,自然會(huì)明白components與basis vectors。
表達(dá)一個(gè)3維空間的向量,僅僅需要三個(gè)數(shù)字,行向量與列向量都可以。

對(duì)于一個(gè)向量A來說,我們用Ax, Ay, Az來表示這三個(gè)分量,分別對(duì)應(yīng)向量A在x,y,z基向量方向上的分量,每個(gè)分量只有一個(gè)下標(biāo),因?yàn)槊總€(gè)分量僅僅由一個(gè)基向量構(gòu)成,所以稱為一階向量。



以上的唯一困惑在于? 張量是不隨坐標(biāo)系改變而改變的,這句話的實(shí)際意義在于:1、不管坐標(biāo)系咋變,向量還是那個(gè)向量,他總體的方向、大小并未改變。2、坐標(biāo)系改變之后,其各個(gè)分量的值肯定改變,一個(gè)坐標(biāo)變換矩陣就搞定了。


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以上困惑在于,并未發(fā)現(xiàn)兩個(gè)坐標(biāo)系,經(jīng)過一些思考,發(fā)現(xiàn)了以下觀點(diǎn)(個(gè)人觀點(diǎn))。
一個(gè)一階張量,就是向量,三個(gè)數(shù)(x,y,z),三個(gè)數(shù)就表示了一個(gè)點(diǎn)上的力,(x,y,z)本身就是一個(gè)基向量,在里面填上數(shù)字就表示了大小。
對(duì)于一個(gè)面上的力呢,三個(gè)數(shù)是不足以表示的,九個(gè)數(shù)就表示了(這九個(gè)數(shù)字的位置就是基向量),然后下標(biāo)是xy,可能代表是兩組坐標(biāo)系。