ПРИМАТ / лекция2(презентация)
.pdf
Лекция 2
Элементы тензорного исчисления.
Преобразование координат.
i , i - две системы координат. i |
i ( j |
), d i |
|
|
i |
d j |
|||||||||||||
|
j |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ai |
i |
|
|
ai |
|
0 прямое преобразование |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
j |
j |
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
существует обратное преобразование |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
d j j |
d i |
bi |
|
i |
|
|
|
АВ = E |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
i |
|
j |
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
А и В – взаимообратные преобразования |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
e |
введём базисные вектора |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
i |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
dr d iei e1(1,0,0 )
e2( 0,1,0 ) e3( 0,0,1)
Аналогично в той же точке М введем |
|
|
d ie |
|
||||||||||||||
dr |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
e |
e |
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
|||
|
r |
|
r |
r |
e a j |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
i |
i |
i |
i |
|
j i |
j |
i |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
ei e j a ij |
- ковариантное преобразование |
|
|||||||||||||||
d j b ij d i - контрвариантное преобразование
dr - инвариант относительно преобразования системы координат
dr d iei bij d je ja ij d je j
A - вектор
|
|
i |
j |
|
j |
|
j |
A |
i |
|
|
|
|||
A A ei |
A |
e j |
A |
|
b i |
|
|
a |
|
c |
|||||
|
|
a, |
|
c |
|
||||||||||
2. Полиадное произведение |
b |
b |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ab T |
T ij |
ai b j |
|
T T ijei e j Т – тензор второго ранга |
|||||||||||
|
|
1 |
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
e1e1 |
|
0 |
0 |
|
0 |
|
|
|
e1e2 |
|
0 |
0 |
0 |
и т.д. |
|
|
|
|
||||
|
|
0 |
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
i i ...i |
|
|
|
|
|
|
|
|
тензор п - ого ранга |
|
|
|
|
||||||||
T T 1 2 |
n e e |
|
|
...e |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
i |
i |
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
q. n |
|
|
T T |
ij |
|
|
|
|
km |
|
lp |
|
k |
m |
q |
T |
lp |
qn |
|||||||
eie j T |
|
|
|
ek em T |
|
b l |
b p a k a meqen |
|
l peqen T |
eqen |
||||||||||||
a, |
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
||||
b |
|
|
|
|
|
|
30 |
|||||||
a |
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
b |
|
|
|
|
|
|
31 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ab T |
|
|
|
|
|
|
32 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
i i ...i |
|
|
|
3 |
n |
|||
T T 1 2 |
n e e |
|
...e |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
i |
i |
i |
n |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
Свойства тензоров
1.Сложение А+В=С
2.Умножение на число С=kA
3. Внешнее произведение С=AB cijkm aij bkm
4.Свертка cij aijkk
5.Перестановка индексов cijkm akmij
6. |
Симметричность по 2-м индексам aijkm a jikm |
|||||
7. |
Антисимметричность по 2-м индексам aijkm a jikm |
|||||
8. |
След тензора traij aii |
a |
||||
9. |
Симметрирование |
bij |
|
1 |
( aij a ji ) |
|
2 |
||||||
|
|
|
|
|
||
10.Альтернирование |
cij |
|
1 |
( aij a ji ) |
||
2 |
||||||
|
|
|
|
|
||
aij bij cij
11. Шаровой тензор (изотропный) aij ij , λ – скаляр
12. |
Девиатор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
traij a , |
devaij aij |
|
|
1 |
traij ij aij |
|
|
1 |
a ij |
bij |
||||
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
3 |
|
||||
aij |
bij |
|
1 |
traij ij |
trbij 0 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
13. |
Метрический тензор |
|
|
|
g0ij ( e0i ,e0 j |
) gij ( ei ,e j ) |
||||||||
14. |
Ковариантный базис |
|
|
(ei , ej ) ij |
|
|
|
|
|
|||||
15. |
Характеристическая поверхность |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
T T ij e e |
j |
T e k e m |
инвариант |
|
i |
km |
|
||
T ij x x |
j |
c |
T xi x j c |
i |
|
ij |
16. Главные значения и главные направления симметричного тензора второго ранга
Tij xi x j c
|
1 |
2 |
|
2 |
2 |
|
3 |
2 |
|
|
|
) |
|
) c главные оси |
|||
T11( x |
) T22( x |
|
T33( x |
|
||||
i - собственные значения det
Tij ij 
0
I1 i trTij
I2 12 i j 12 ( Tii T jj TijTij ) I2 1 2 3 detTij
3 I1 2 I2 I3 0
