请问一下关于张量在流体里的物理意义,谢谢

2020-11-24 14:43:06 字数 7024 阅读 6296

1楼:匿名用户

这里你有一个很大的误解. 张量是一个数学概念, 限于篇幅这里不多解释. 只给一个直观的说明: 标量是零阶张量, 矢量是一阶张量, 而一个方阵是二阶张量.

对于一个二阶张量来说, 它所表示的物理意义和它本身无关, 不能说它表示椭球或者长方体什么的.

在连续介质力学中, 我们所考虑二阶张量之一就是它的内应力张量(一般用sigma表示), 内应力张量的定义可以参见任何一本弹性力学教材, 它表示在材料内部一点的应力状况, 由于应力状况很复杂, 标量和矢量都不足以表达, 所以要使用张量来表示. 另一个二阶张量就是应变张量, 它的导数为应变率张量. 应力应变关系称为本构关系或者物性参数, 体现了材料变形的能力(是流体, 固体, 弹性的, 塑性的等等)

流体力学作为连续介质力学的特例, 对于牛顿流体而言, 应力张量是和应变率张量呈线性关系(参见任何一本用张量形式来写的流体力学教材). 流体的应力张量确实表示了该点流体的受力情况. 应变的张量(矩阵)可以分解为球应变和偏应变, 同样应力也有球应力和偏应力.

前者由挤压或拉伸产生, 改变体积. 后者由摩擦剪切引起, 不改变体积但改变形状(比如原先一个方形的物质块会变成菱形的). 对于流体而言压强是什么可以参见n-s方程(可压缩的和不可压缩的).

散度是张量可以进行的一种运算. 对张量进行散度运算会减少张量一阶. 参见张量分析教材.

水下**问题很复杂, 首先流体在这种强动态问题下不能考虑为不可压缩. 第二, 二阶张量对角线的数字之和称为矩阵的第一不变量, 代表的物理意义并不是可以简单说清楚的.

如果你是力学专业的而且不是很工程的话, 建议好好学习一下: 线性代数, 微积分, 张量分析, 连续介质力学 四门循序渐进的课程. 不是的话, 除非真的有需要对流体的本质有一个深入的理解, 否则不要过于纠结这个问题.

请教一下,流体力学中ns方程的物理意义,以及ns方程无法解释的五种流动,各位一定要帮忙啊,高分奉上 100

2楼:匿名用户

1.连续介质假设:将真实流体占有的空间近似地看作连续无空隙充满的“质点”。

2.牛顿流体:即任一点上的剪应力都同剪切变形速率呈线性函数关系的流体。

3.流体静止时,应变速率为零,切应力为零,流体的应力为静止时的压强。

4.流体应力与变形速率之间的关系是各向同性的。

5.流体的运动遵循质量守恒定律和能量守恒定律。

3楼:

ns的推导是由最原始的牛顿第二定律推导得出的,也就是作用于流体微团的外力合力=质量与加速度的乘积。其间没有引入任何假设,只是引入了应力张量的定义。

关于无法解释的5种流动。。我也不清楚,不知道lz具体指的是什么。。

经典的流体力学是建立在连续介质假说前提下的。。如果满足不了连续介质的要求。。该流动也就不能用ns进行描述

猜测lz所说的ns方程本身已经经过一系列的假设了。。比方说引入了牛顿流体的概念。。那么非牛流体就不能用ns方程解释了。。

具体的话还是需要看到lz所说的ns方程的具体形式,这样便于辨别。。

所能提供的也就这些了。。lz有兴趣的话大家可以进一步**学习~

4楼:匿名用户

建议到各大**的<<##公开课》上看看,世界名牌大学教授有极其深刻的讲解;目前湍流.......等流体运动形态无法解释是流体力学自身缺陷(我个人认为)造成的,原因是流体理论忽视了研究对象的最根本特征,从而造成对真实的流体变化运动规律无从定义(研究.总结),你在哪所大学?

应力球张量和应力偏张量的物理意义?高手解答一下!谢谢!!明确一点!

5楼:黑暗小舞

应力球张量是指改变大小的应力分量。应力偏张量是改变形状的应力分量。

就像极坐标下的平面,r表示大小,θ表示位置。就能确定一个点。

这里是张量。使得受力微元均匀改变大小的应力是球张量。球张量和微元的体积变化成正比。应力张量减去球张量。剩下的是偏张量。使得物体体积不变,外形变化

什么是张量,张量在流体力学中有哪些应用

6楼:浅笑莓丶

1:(tensor)是几何与代数中的基本概念之一。

从代数角度讲, 它是向量的推广。我们知道, 向量可以看成一维的“**”(即分量按照顺序排成一排), 矩阵是二维的“**”(分量按照纵横位置排列), 那么n阶张量就是所谓的n维的“**”。

分析位移梯度张量和应变张量每个元素的物理意义,求高手解答,谢谢。

7楼:活宝青春小尾巴

位移梯度张量代表了形变和纯转动两部分;应变张量是一个二阶对称张量。

8楼:匿名用户

2、应变张量:应变张量是应变状态的数学表示。数学上应变为二阶张量,二维平面中需四个分量,三维空间中则需九个分量(三个线应变分量和六个剪应变分量

张量的数学与物理意义是什么,张量的特性与优势是什么

9楼:匿名用户

张量的数学与物理意义

1,我们学习的空间中的矢量就是一阶张量,一阶张量就是一个不变量,它就是空间的一个有向线段,是一个不变量,不随坐标系变化,0阶张量(标量)也是如此。

2,二阶张量说起来有点抽象,举一个简单例子,三维空间中有一个矢量,我们建立一个对应函数,将该矢量映射为空间中的另一个矢量,这种映射关系就是二阶张量。

二阶张量可以说就是一种变换关系,还比如我们建立两个坐标系,那么同一个矢量在新系和旧系中表达的分量是不同的,那么它们在新旧坐标系中沿坐标分解的量就有一个对应关系,这种对应关系也就是二阶张量,而且一旦这两个坐标系确立了,这种对应关系是不变的,即任意矢量都满足这个二阶张量变化关系,这一点你可以用新旧基矢来理解。这样不知能否理解二阶张量是不变量,对于空间中的任意矢量,都可以被二阶张量映射到空间的另一个矢量。这种映射函数是唯一确定的。

3,那么应力张量应变张量,又表示什么意思呢?应力张量,描述一个点的应力状态。比如我们看一个物体的内力,会剖开一个面来研究。

那么这个面上就存在一个应力矢量t,而且剖的面不同,矢量t是不一样的,也就是说面的矢量n。现在问题也就明朗了,对于一个n如何描述t呢?由二阶张量的性质,可以知道,给定一个n映射到t,t=σ.

n。应力张量是唯一的,它就是一个映射关系,将任意面元法向量,映射到应力矢量,因而可以用来描述该点的应力状态。

也可以结合我们学过的线性代数内容。

10楼:德蕾亢绫

张量:一个物理量如果必须用n阶方阵描述,且满足某几种特定的运算规则(也就是说,这方阵通过这几种运算后得到的结果是规则指出的),则这个方阵描述的物理量称为张量。举例:

矢量就是一个2阶张量,它可以用2阶方阵描述,且满足特定的运算规则(2阶情况下简化为平行四边形定则)。此外如函数和其梯度(场)、向量场、外微分形势、黎曼度量等都是张量注释:1、张量在物理上用的多,但是是一个数学的概念,是微分几何研究的一个方向2、概念的核心:

张量的分量在坐标变换下满足适当的变换律

介电常数张量中各分量的物理意义是什么?谢谢

11楼:

标量在物理学中表示的是和方向没有关系的量,比如说温度、密度,这些量用一个数值就可以完全的描述,标量我们说是零阶的张量;

矢量在物理学中描述的是和方向有关的量,这些物理量都是具有方向性的,也就是说要想完全描述必须同时说明其大小和方向,比如说力,矢量我们说是一阶张量;

而我们说的张量是为了描述物理量更复杂的方向关系,它的每一个分量都是和两个或者三个以上的方向有关,而且其坐标变换需要遵循一定的规律。介电张量所想描述的是电场强度矢量和电位移矢量之间复杂的方向关系。(注意:

电介质张量所描述的并不是位置关系,而是方向关系)

不知道给你说的是否明白,希望对你有用,呵呵...

请问张量的作用?

12楼:匿名用户

张量是近代力学研究必需的一种工具

提起张量运算,你可能会很自然的想到一连串的“指标运算”他在einstein的约定下,神秘的把冗长的公式变得简洁和紧凑,并突出了现象的几何和物理特点。如果不用张量,我们处理问题时总会引进坐标系,众所周知,同一物理法测在不同坐标系下,有明显不同的形式。一个坐标系就相当于一种“面纱”,使我们看不到事物的本质,而张量分析的目的在于寻求一摆脱具体坐标系影响的描述几何核物理规律的手段及运算法则。

p.s.好累终于打完了

13楼:空么

我个人的回答是:服务于实际工程建筑设计的满足一定条件的矢量.个人觉得最好的是可以坐标轴的映射.

14楼:匿名用户

张量?是关于张力的吧?

解释一下物理压强

15楼:孙明瑶

中把垂直压在物体表面上的力叫做压力。

②物体的单位面积上受到的压力的大小叫做压强。

16楼:匿名用户

压强是表示压力作用效果(形变效果)的物理量。在国际单位制中,压

强的单位是帕斯卡,简称帕(这是为了纪念法国科学家帕斯卡blaise pascal而命名的),即牛顿/平方米。压强的常用单位有千帕、千克力/平方厘米、托。一般以英文字母「p」表示。

压强单位面积上受到的压力叫做压强。  公式:p=f/s 压力除以受力面积(若压力等于重力,且物体的受力面积等于底面积,则公式可变为p=ρgh)

固体压强:物体由于外因或内因而形变时,在它内部任一截面的两方即出现相互的作用力,单位截面上的这种作用力叫做应力。一般地说,对于固体,在外力的作用下,将会产生压(或张)形变和切形变。

因此,要确切地描述固体的这些形变,就必须知道作用在它的三个互相垂直的面上的力的三个分量的效果。这样,对应于每一个分力fx、fy、fz、以作用于ax、ay、az三个互相垂直的面,应力f/a有九个不同的分量,因此严格地说应力是一个张量。

对于压强的定义,应当着重领会四个要点:

⑴受力面积一定时,压强随着压力的增大而增大。(此时压强与压力成正比)

⑵同一压力作用在支承物的表面上,若受力面积不同,所产生的压强大小也有所不同。受力面积小时,压强大;受力面积大时,压强小。

⑶压力和压强是截然不同的两个概念:压力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用力,跟支持面面积,受力面积大小无关。

压强是物体单位面积受到的压力。跟受力面积和压力大小有关,。

⑷压力、压强的单位是有区别的。压力的单位是牛顿,跟一般力的单位是相同的。压强的单位是一个复合单位,它是由力的单位和面积的单位组成的。

在国际单位制中是牛顿/平方米,称“帕斯卡”,简称“帕”。

③影响压强作用效果的因素

1.受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。(此时 压强与压力成正比) 影响压力作用效果的因素 试验

2.当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。(此时压强与受力面积成反比)

(5)1pa的物理意义:1平方米的面积上受到的压力是1n。(1牛顿的力作用在一平方米上)

1pa大小:一张平铺的报纸对水平桌面的压强,3粒芝麻对水平桌面的压强为1pa

液体压强

液体容器底、内壁、内部的压强称为液体压强,简称液压。

(一)液体压强原理(帕斯卡定律)的产生帕斯卡发现了液体传递压强的基本规律,这就是著名的帕斯卡定律.所有的液压机械都是根据帕斯卡定律设计的,所以帕斯卡被称为“液压机之父”.

在几百年前,帕斯卡注意到一些生活现象,如没有灌水的水龙带是扁的.水龙带接到自来水龙头上,灌进水,就变成圆柱形了.如果水龙带上有几个眼,就会有水从小眼里喷出来,喷射的方向是向四面八方的。水是往前流的,为什么能把水龙带撑圆?

通过观察,帕斯卡设计了“帕斯卡球”实验,帕斯卡球是一个壁上有许多小孔的空心球,球上连接一个圆筒,筒里有可以移动的活塞. 液体压强 试验

把水灌进球和筒里,向里压活塞,水便从各个小孔里喷射出来了,成了一支“多孔水枪”

帕斯卡球的实验证明,液体能够把它所受到的压强向各个方向传递.通过观察发现每个孔喷出去水的距离差不多,这说明,每个孔所受到的压强都相同

帕斯**过“帕斯卡球”实验,得出著名的帕斯卡定律:加在密闭液体任一部分的压强,必然按其原来的大小,由液体向各个方向传递

(二)液体压强(帕斯卡定律)的原理

我们知道,物体受到力的作用产生压力,而只要某物体对另一物体表面有压力,就存在压强,同理,水由于受到重力作用对容器底部有压力,因此水对容器底部存在压强。液体具有流动性,对容器壁有压力,因此液体对容器壁也存在压强。

在初中阶段,液体压强原理可表述为:“液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增大,同种液体在同一深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。”

(三)液体内部压强:

一、同种液体

1.向各个方向都有压强

2.同一深度处,压强一致

3.深度越深,压强越大

二、不同液体

同一深度,密度越大,压强越大

公式:p=ρgh 式中g=9.8n/kg 或g=10n/kg,h的单位是m,ρ的单位是kg/m3,压强p的单位是pa.。

如果题中没有明确提出g等于几,应用g=9.8n/kg,再就是题后边基本上都有括号,括号的内容就是g和ρ的值。

公式推导:

压强公式均可由基础公式:p=f/s推导

p=f/s=g/s=mg/s=ρvg/s=ρshg/s=ρhg=ρghf=ρ液gh,h是深度。

由于液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就同时知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。这个公式定量地给出了液体内部压强地规律。

深度是指点到自由液面的距离,液体的压强只与深度和液体的密度有关,与液体的质量无关。

(四)什么是液体压强

1.液体压强产生的原因是由于液体受重力的作用。若液体在失重的情况下,将无压强可言。

2.由于液体具有流动性,它所产生的压强具有如下几个特点

(1)液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强。固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直。 连通器内液体不流动时各容器中液面高度相同

(2)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等。

(3)计算液体压强的公式是p=ρgh。可见,液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系。

(4)密闭容器内的液体能把它受到的压强按原来的大小向各个方向传递。