万博manbetx平台iMechanica -对“线性代数教材”的评论 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/node/15843 对《线性代数教材》的评注 线性代数做对了吗? https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25396#comment-25396

回复向量空间和张量< div class="field- name-comment-body field-type-text-long field-label-hidden">

亲爱的志刚,我对iMechanica上的线性代数讨论非常感兴趣。虽然我没有什么有意义的贡献,除了已经说过的,我想推荐一本书。

当我作为一名年轻的助理教授加入休斯顿大学时,刘易斯·惠勒教授我们的研究生必修数学课程序列(-后来我也教了)。他非常相信深入地教授线性代数,也成功地让我相信了它对力学家的重要性。万博体育平台他在数学课上参考了几本书,然而,当我问他要一本基础课本时,他推荐了以下几本书;
http://www.amazon.com/Linear-Algebra-Right-Undergraduate-Mathematics/dp/…

我很高兴在你的帖子上看到还有一本书名完全相反的书!我几个月前读过《线性代数》,非常喜欢它。如果我没记错的话,它并没有完全涉及张量,而是以一种严格而易于理解的方式列出了所有的基础材料

2014年1月1日星期三19:09:25 +0000 Pradeep沙玛 评论25396:https://imechanic万博manbetx平台a.org
我们都是应用数学家 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25381#comment-25381

我的同事Michael Brenner

  1. 应用数学家不创造数学,正如历史学家不创造历史一样。
  2. 我们都是应用数学家。
2013年12月31日星期二14:25:00 +0000 锁志刚 评论25381在https://imechanic万博manbetx平台a.org
美好回忆 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25380#comment-25380

回复回复:为什么压力是张量< div class="field- name-comment-body field-type-text-long field-label-hidden">

亲爱的志刚,

谢谢你给我带来的美好回忆

祝你新年快乐!

让我们把旧的讨论映射到新的一年。

我是iMechanica的忠实粉丝——万博manbetx平台我从中学习(不仅仅是你的学生这样做)。我有一种感觉,你正在成为一名数学家。这是一个危险的过程,我将尝试在五月减慢它:)

2013年12月31日星期二14:12:00 +0000 康斯坦丁·沃洛克 评论25380在https://imechanic万博manbetx平台a.org 为什么应力是张量 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25379#comment-25379

亲爱的Kosta:您关于软材料力学的笔记很漂亮。今天写信给你,让我想起了我们第一次见面的情景。2006年8月,在布朗大学,在庆祝艾伦·尼德曼和维戈·特维加德60岁生日的研讨会上。还是我们第一次见面?无论如何,你已经深入了解了软材料的力学,而我还是个硬汉。我们在执行不同的招募任务。你在说服我,软材料的力学即将到来。我在说服你我的机械师会来。万博manbetx平台

结果是我们俩都不需要太多的劝说。你成为了iMechan万博manbetx平台ica的第134位用户,而且是一位直言不讳的用户。你给了我一段艰难的时间,在iMechanica上,在我的第一篇关于软材料力学的论文上。 I posted the paper on 1 January 2027, and you made your first comment on the paper on the second day. Your comments made great impression on me and my students. Thank you.

Now back to the question, Who gave the authority to Cauchy to define stress as a tensor, as we call it today?

The answer, it seems to me, is Euclid, Newton, and whoever invented the notion of tensor. The statement "stress is a tensor" results from a combination of geometry, mechanics, and algebra.

In your notes, by force balance and geometry, you reach equation (3.17). The equation says that the force acting on an area is linear in the area vector.

The rest, as they say, is algebra. The area vector is an element in a vector space. The force is an element in another vector space. Equation (3.17) says that a linear map exists, mapping an area vector to the force acting on the area.

In linear algebra, we call a linear map between vector spaces a tensor.

In mechanics, we name this particular map the stress.

Incidentally, the existence of a linear map between the area vector and the force can be established without using any basis. I gave such a derivation in my notes on finite deformation. The derivation applies to both the nominal stress and the true stress.

Happy new year! May we have many more happy memories of talkig to each other in many more new years.

2013年12月31日星期二13:45:00 +0000 锁志刚 评论25379在https://imechanic万博manbetx平台a.org
谁给了柯西权力? https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25376#comment-25376

在回答为什么应力是张量< div class="field- name-comment-body field-type-text-long field-label-hidden">

谁赋予柯西将应力定义为二和的权力?

2013年12月31日星期二11:33:00 +0000 锁志刚 评论25376在https://imechanic万博manbetx平台a.org
为什么应力是张量 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25374#comment-25374

回复为什么应力是张量?

志刚,柯西应力定义为向量的三个并矢积的和-参见我在软质活性材料力学的课堂笔记中的公式(3.21)。万博manbetx平台因此,它是一个张量。

2013年12月31日星期二10:37:00 +0000 康斯坦丁·沃洛克 评论25374在https://imechanic万博manbetx平台a.org 为什么应力是张量? https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25370#comment-25370

对于映射和张量

亲爱的Kosta,很好。请概述一下你是如何证明应力是张量的。

星期二,2013年12月31日06:24:26 +0000 锁志刚 评论25370在https://imechanic万博manbetx平台a.org 映射和张量 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25369#comment-25369

回复回复:为什么是map?

并非如此。通过它们的操作来定义映射。对象由其属性定义。你不需要映射向量到向量来定义张量。你可以通过张量分量的变换特性来定义张量(就像列维-西维塔所做的那样)。或者你也可以把张量定义为对和和等的线性组合。它们可以用于映射,但它们的定义不需要映射。

2013年12月31日星期二06:00:00 +0000 康斯坦丁·沃洛克 评论25369在https://imechanic万博manbetx平台a.org 让我们继续讨论标量 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25368#comment-25368

回复线性代数教科书< div class="field- name-comment-body field-type-text-long field-label-hidden">

这个帖子已经变得非常有趣和很长了。我还有一件事想听听你的意见。它是关于标量的。我刚刚发布了一个标题为标量做错了。

星期二,2013年12月31日04:41:00 +0000 锁志刚 评论25368在https://imechanic万博manbetx平台a.org
关于张量的一些想法 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25367#comment-25367 <一个id = "评论- 25367 " > < / > < p > < em >回复< a href = " https:/万博manbetx平台/m.limpotrade.com/comment/25359 #评论- 25359 " > Re: Re:一些人的想法是,张量< / > < / em > < / p > < div class =”字段field-name-comment-body field-type-text-long field-label-hidden”> < div class = "字段条目" > < div class =”field-item甚至“> < p >嗨乔,< / p > < p >我当然同意你所说的关于一个线性连接,但这需要我们进入微积分在集合管在这个讨论一切都在某种意义上的一个切线空间。'

事实上,在我看来,这就是对不同线性空间的争论真正开始产生影响的地方,人们必须采取立场。举个例子,假设我们在线性代数上小题大做,然后当我们必须做微积分时,我们采用线性动量平衡,并开始添加来自不同切线空间的牵引向量(后者我非常乐意这样做,并且已经接受了,我也不会在线性代数上大惊小怪),那么在做代数时,最初的小题大做是什么?我知道你在弹性协变化方面的工作,所以你似乎总是“大惊小怪”,这是我喜欢的——(这是一个笑话,不要太在意)。

2013年12月31日星期二01:18:18 +0000 Amit Acharya 评论25367在https://imechanic万博manbetx平台a.org
力学教科书中张量的定义 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25366#comment-25366

回复回复:我有一个梦想——关于张量< div class="field- name-comment-body field-type-text-long field-label-hidden">

亲爱的Arash:非常感谢。在连续介质力学的教科书中列出张量的定义是很有趣的。当然,作者可能有比他们写在书里的更复杂的想法。我们正在进行现象学研究。我认为,教科书上的内容是我们教给学生的内容的合理代表。

我看过以下几本书:

  • 鲍文 (p.277)和奥格登一样。

Of all the books you and I have looked at so far, only Marsden-Hughes allows mappings between different vector spaces.

2013年12月31日星期二01:18:00 +0000 锁志刚 评论25366在https://imechanic万博manbetx平台a.org
作为规范选择的非维线性空间? https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25365#comment-25365

回复回复:非维线性空间作为规范选择?

嗨,Arash,

是的,我就是这个意思。当然,这次讨论的主要问题是需要思考的是构建副本的方式,因为有无数种方法可以做到这一点,人们想要找到一种与我们在连续介质力学中的常规做法一致的方式,后者当然是明智的,因为它的结果很重要。

我发现DND映射很有趣,因为它们通过维度一致性连接了不同的副本——它们不能从完全任意的同构中生成。

2013年12月31日星期二01:04:16 +0000 Amit Acharya 评论25365,地址:https://imecha万博manbetx平台nica.org 高阶张量,等价的定义 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25364#comment-25364

回复Re: Re:高阶张量,等价定义< div class="field- name-comment-body field-type-text-long field-label-hidden">

嗨Arash,

我是这样看的

参考或变形壳的切线映射从二维到三维空间;因此矩阵的表示是矩形的。

变形梯度从一个二维切空间到另一个二维切空间(一个空间中的向量通常不在另一个空间的基的线性跨度内)。因此它的矩阵是2x2的平方,在卷积坐标中的“规范”表示是2x2单位矩阵。

我错过什么了吗?

星期二,2013年12月31日00:47:24 +0000 Amit Acharya 评论25364:https://imechanic万博manbetx平台a.org 张量表示的矩形矩阵 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25363#comment-25363

回复Re:高阶张量,等价定义

Zhigang:这是对你所做陈述的回应。

连续介质力学(如la Carlson)的直接表述中三维向量空间V_3上的三阶张量是从三维空间到V_3上二阶张量的3x3 = 9维空间的线性变换。因此它在基底上的表示法就得到了一个9 × 3的矩形矩阵。类似地,这个张量的转置是从二阶张量的9维空间到3维空间的线性变换——得到一个3 x 9矩阵。

所以我们在连续介质力学中所做的,在需要的时候很自然地得到矩形矩阵(不像你所说的那样),但显然这些都是琐碎的细节,不要大惊小怪。

对于连续介质力学中三阶张量的一些严肃的实际使用,使用直接的公式定义:

//m.limpotrade.com/node/15585

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2013年12月31日星期二00:39:00 +0000 Amit Acharya 评论25363在https://imechanic万博manbetx平台a.org
我有一个梦想——关于张量 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25362#comment-25362

回复我有一个梦想——关于张量< div class="field- name-comment-body field-type-text-long field-label-hidden">

亲爱的志刚:

R.W. Ogden的书(非线性弹性变形)对张量的定义与Carlson的笔记(第43页)非常相似。我还想说,这是一本专注于寻找非线性弹性的精确解的好书。

Marsden和Hughes(弹性数学基础)区分了张量(第65页)和两点张量(第70页)。我认为他们没有定义任何更普遍的东西,因为他们没有发现它在弹性的背景下有多大用处。

Green和Zerna(理论弹性)根据坐标变换和在这种变换下张量分量的变化来定义张量(Amit已经提到了这一点)。

Regards
Arash

星期二,2013年12月31日00:03:47 +0000 arash_yavari 评论25362在https://imechanic万博manbetx平台a.org 我有一个梦想——关于张量 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25361#comment-25361

回复Re:高阶张量,等价定义

亲爱的Arash:非常感谢您的评论。我相信你和我都乐意将张量定义为如下

  1. V1, V2,…, Vp, V是域f上的向量空间
  2. 张量是一个映射V1, V2,…中的元素的多线性映射

我不认为这个定义被力学家普遍采用。

这个说法是社会学的,而不是科学的。只要看看现有的教科书,就能充分证实这种说法。例如 tador - miller - elliot (p.36) restrict V1, V2,…Vp是相同维数的向量空间。它们的定义等价于Carlson注释 (定义A4.1.1)中的定义。我们可以列出很多力学教科书,它们给出的定义与塔德莫-米勒-艾略特的定义相同。

你知道有哪本力学教科书采用了上面的定义(第1点和第2点)吗?他们一定是极少数。这就是我的意思,这个定义不被机械师普遍接受。万博体育平台

Is this definition (Point 1 and 2 above) too general for our basic needs? That is debatable. But this much is sure. As you and I discussed before, the definition comfortably accomodates the two most basic tensors in continuum mechanics: stress and deformation gradient. Let me list our steps once more (for people who wish to see more details, please take a look at my notes on finite deformation):

A special case of the definition (Point 1 and 2). A linear map that maps an element in one vector space to an element in another vector space is a tensor.

Stress. By balancing forces, we find a linear map that maps an area vector to the force acting on the area. The area vector is an element in one vector space, and the force is an element in another vector space. We call this linear map the stress, and it fits our definition of tensor.

(Incidentally, here I use area vector, rather than unit vector normal to the area, because the latter does not form a vector space: a linear combination of two unit vectors is in general not another unit vector.)

Deformation gradient. By the geometry of homogeneous deformation, we find a linear map that maps a segment of a straight line of material particles from the reference state to the current state. The segment in the reference state is an element in one vector space, and the segment in the current state is an element in another vector space. We call this linear map the deformation gradient, and it fits our definition of tensor.

By contrast, we have to do some dances to fit the two objects to the conventional definition of tensor. Why should we? Again, this is socialogical question, not a scientific one.

2013年12月30日星期一23:23:00 +0000 锁志刚 评论25361:https://imechanic万博manbetx平台a.org
回复:作为规范选择的非维线性空间? https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25360#comment-25360

回复一个非维线性空间作为规范选择?

嗨,Amit,

如果我理解正确的话,你的意思是让我们看看相同线性空间的不同副本(使用你的DND映射),每个感兴趣的数量都存在于一个副本中。你觉得呢?

Regards
Arash

星期一,2013年12月30日22:07:56 +0000 arash_yavari 在//m.limpotrade.com上发万博manbetx平台表评论25360 关于张量的一些想法 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25359#comment-25359

回复回复:关于张量的一些想法< div class="field- name-comment-body field-type-text-long field-label-hidden">

亲爱的Amit:

谢谢您的评论。我想我想理解的主要是第一句话(我非常同意你的其他评论)。我不确定这是否是解但是我们可以考虑相同线性空间的两个副本。换句话说,位置矢量和速度矢量存在于同一线性空间的两个副本上。这意味着你甚至不能从数学上把两个副本的向量相加。

这个相同线性空间的不同副本的概念在微分几何中很明显。给定一个n流形,任意点的切空间是一个n维线性空间。同一线性空间在不同的点上有不同的拷贝。这些线性空间都是同构的但是你不能把来自同一线性空间的不同拷贝的向量相加。允许你这样做的额外结构是“连接”。 Just some thoughts of course.

Regards,
Arash

周一,2013年12月30日21:49:45 +0000 arash_yavari 评论25359在https://imechanic万博manbetx平台a.org 高阶张量,等价的定义 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25358#comment-25358

回复回复:高阶张量,等价定义< div class="field- name-comment-body field-type-text-long field-label-hidden">

亲爱的Zhigang:

我没有看过这本书,但我认为我们并不局限于用相同维度的线性空间来定义张量。例如,壳的变形梯度是从二维矢量空间到三维矢量空间的线性映射。它是一个两点张量它的矩阵表示不是方阵。

我同意Amit的观点,人们不应该过于担心哪个定义更好和/或更通用。我想说,一个人应该使用适合于应用兴趣的东西。

Regards
Arash

周一,2013年12月30日21:32:44 +0000 arash_yavari 评论25358在https://imechanic万博manbetx平台a.org 高阶张量,等价定义 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25357#comment-25357

对于高阶张量,等价定义

亲爱的Amit:很抱歉我说的不清楚。当我写“我们基本上停止在2点”时,我的意思是在评论中列出的定义中停止在2点。也就是说,我们本质上止步于以下一点:张量是一个映射V1, V2,…中的元素的多线性映射。这个定义,当然,让我们超越二阶张量。

我相信Treil书中张量的定义比我们通常使用的更广泛。例如,这个定义将允许张量的分量形成一个矩形矩阵,而不是局限于一个方阵。也就是说,这个定义并不等同于我们通常采用的定义。

我喜欢你的精神:一切都可以,只要我们做好机械。

2013年12月30日星期一18:58:00 +0000 锁志刚 评论25357:https://imechanic万博manbetx平台a.org 线性代数的在线课堂笔记 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25356#comment-25356

回复线性代数教科书

所有人,感谢你们富有成效的讨论,我非常感兴趣。我已经更新了iMechanica的讲义页面,包括在“力学数学”部分讨论中提到的线性代数的可下载讲义。

2013年12月30日星期一18:03:00 +0000 腾李 评论25356在https://imechanic万博manbetx平台a.org 高阶张量,等价的定义 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25355#comment-25355

回复线性代数做错了

你好志刚:我还没有时间去看你提到的那本书,但是这里有一个猜测,为什么定义一个人需要的东西是很有意义的(例如二阶张量,高阶张量),特别是在做力学的时候——它最终是为了做一个人想做的力学。如果只需要二阶张量,就可以这么做。如果需要高阶张量(至少从科瑟拉兄弟的时代开始,在连续介质力学中,通过格林-里夫林、诺尔、特鲁斯戴尔等人;当然,线性弹性甚至在那之前就出现了),人们对它使用逻辑上令人满意的定义,然后继续生活。根据这些例子,我不会说机械师止步于2阶。万博体育平台

至于“常规地”创造“/”发现“新张量”——我觉得有必要在你的陈述中补充一点,尽管任何受过一点基础训练和良好感觉的机械师都能理解不同定义之间的等价性,从而对他/她的学科有更深的理解,但在这个班里,没有人认为提出这样的定义本身就是一种成就,也没有人万博体育平台认为在等价定义中某个特定的定义在某种程度上更好。此外,他们对这些定义的态度也是完全不可知论和唯利是图的——他们学习所有这些定义,并在特定情况需要时有效地部署(所有)这些定义。

最后,我们不要忘记引入张量的纯粹基于分量变换规则的方法,我们根本没有讨论过。同样,这是一个等价的定义,如果我们告诉爱因斯坦引入张量的多线性方法是考虑张量及其在力学中的应用的方法,他会对我们非常生气或者认为我们很无知。

2013年12月30日星期一17:25:00 +0000 Amit Acharya 评论25355在https://imechanic万博manbetx平台a.org
为什么是地图? https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25354#comment-25354

在回答为什么映射?

地图也是对象。在线性代数中,张量被定义为线性映射。见下面的评论:线性代数做错了

更重要的是,我们机械师一直在使用线性映射来定万博体育平台义张量。这里有一些熟悉的例子:

  • 应力是一个线性映射,它将一个面积向量映射到作用在该面积上的力。
  • 变形梯度是一种线性映射,它将材料粒子的一段直线从参考状态映射到当前状态。

也许你和我用的词不同,但我们的意思是一样的。我在关于有限变形的笔记中描述了这些定义。万博manbetx平台

2013年12月30日星期一16:10:00 +0000 锁志刚 评论25354:https://imechanic万博manbetx平台a.org 错误的线性代数 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25351#comment-25351

这是鲍文大学数学家Sergei Treil所著的书的书名。

他注意到这本书是为数学高级学生开设的线性代数的第一门课程。他把这本书传到网上。我拥有2004年版已经有一段时间了,我很喜欢这本书:优美的版式、精心排列的思想和精湛的教学方法。这是一本大约200页的小书。

今天早上我去了他的网站,发现了一个2009年的版本!在这个新版本中,他增加了关于对偶空间和张量的一章。

他是这样定义张量的:

  1. V1, V2,…, Vp, V是域f上的向量空间
  2. 映射V1, V2,…中的元素的多线性映射

如果V是场f上的标量,则多线性映射称为张量

不确定为什么他不止步于2,并简单地将张量定义为从向量空间到另一个向量空间的多线性映射。 Noneheless a few pages later in the book, he did show that a linear map from one vector space to another vector is also a tensor.

I believe that mechanicians have been routinely "discovering" or "creating" new tensors from known tensors, as I commented elsewhere: recipe to make new tensors. We essentially stop at 2.

Please also see the discussion above among Arash, Amit, and me.

What do you think?

周一,2013年12月30日14:51:00 +0000 锁志刚 评论25351:https://imechanic万博manbetx平台a.org
一个非维线性空间作为规范选择? https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25350#comment-25350

在回答为什么传统机制可以逃脱惩罚?

嗨,志刚和Arash:

这是一个我还没有完全检查过的逻辑一致性的想法:

一个取一个线性空间,比如说,维度3,其中包含没有物理维度的对象。

假设我们现在有一组基本的物理单位。然后,我们对每个感兴趣的3维物理向量空间的每个元素进行适当的非量纲化——位置向量、速度、面积向量、牵引力等空间。对于这些物理向量空间中的每一个,这种非量纲化行为会导致它们与非量纲向量空间之间的映射(例如,DND映射)。

然后我们在无维空间上做线性代数和力学,在此基础上定义张量等。为了解释结果,我们返回,使用相应的DND映射到相关向量空间的逆。

DND映射可能是同构的——我没有仔细检查。但即使他们不是,这似乎也是正确的身体选择。此外,通过力学定律对基本单位的选择的不变性,隐含力学在所有可能的选择中都应该是不变性的,这些选择是用来诱导DND映射的基本物理单位集。

May be this is what is implied in mechanics when we lump position vectors, velocities, tractions etc. in the same vector space.

星期一,2013年12月30日13:48:08 +0000 Amit Acharya 评论25350在https://imechanic万博manbetx平台a.org 正确的线性代数谢尔顿·艾克斯勒,施普林格 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25347#comment-25347
周一,2013年12月30日11:44:51 +0000 Jing_Yang 评论25347在https://imechanic万博manbetx平台a.org 为什么地图吗? https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25348#comment-25348

回复线性地图和张量

亲爱的志刚,

地图是一个动作。没人需要把张量定义为动作。它可以被定义为一个对象——类似于向量。没有地图没有问题:)

Kosta

2013年12月30日星期一10:50:00 +0000 康斯坦丁·沃洛克 评论25348在https://imechanic万博manbetx平台a.org 关于张量的一些想法 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25346#comment-25346

回复回复:关于张量的一些想法< div class="field- name-comment-body field-type-text-long field-label-hidden">

嗨Arash:关于你的评论的一些评论:

1。“我们认为位置矢量和速度矢量都生活在同一个线性空间中。但要明白,我们不能添加位置矢量和速度矢量,因为它们具有不同的物理维度。”

这是问题的关键,因为它听起来像是一个矛盾的术语。理想情况下,我们希望能够说,如果两个物体生活在同一个线性空间中,那么它们绝对应该是“可加的”,如果不是,那么它们就不属于同一个线性空间。

“如果这个粒子在弯曲空间中运动,那么位置向量甚至没有定义。”

我明白你的意思和背景,但只是唱反腔,只要有一个好的、物理的嵌入空间,一切都很好。例如,三维空间中的二维壳,当然,我们用壳上的位置向量来做很好的力学。

"Given two linear spaces V and W an isomorphism is a one-to-one and onto
linear map. If you specify the map on a basis for V then the map is
uniquely defined. The two vector spaces being isomorphic doesn't mean
you can add a vector in V to a vector in W. In this sense, identifying
the linear space of forces with that of velocities doesn't mean you can
add the two."

For any linear transformation (on a finite dimensional space at least), whether an isomorphism or not, knowing its action on a basis completely determines it, obviously. However, this property of all linear transformations (on fd spaces) obviously does not uniquely pick any one of them.

The goal in utilizing an isomorphism would not be to add vectors from the different spaces. The goal would be to work with only one space and hopefully be able to do mechanics relevant to the other through this space, utilizing the identification afforded by the isomorphism.

4. "However, again, I agree with Zhigang that for mechanics applications one
should work with multilinear maps on a collection of linear spaces that
are not necessarily identical. The obvious examples are deformation
gradient and the first Piola-Kirchhoff stress."

Since this is just an opinion, let me share mine from practical experience. I have followed beautiful, nonlinear shell theory (of the Antman, Fox-Simo, etc. variety), done some of that theory, and also numerically implemented some without ever thinking of multilinear maps. Anyone who as done shell theory will immediately realize that you have to deal with the deformation gradient on a shell by considering the tangent spaces at corresponding points on reference and target shell as fundamentally different, but I do not see this as any reason for making the multilinear map point of view as essential for mechanics application......It is what it is - just a point of view.

星期一,2013年12月30日06:43:01 +0000 Amit Acharya 评论25346在https://imechanic万博manbetx平台a.org
关于张量的一些想法 https://万博manbetx平台m.limpotrade.com/comment/25344#comment-25344

对于回复:为什么传统机制能够侥幸逃脱?

亲爱的Zhigang和Amit:

感谢你们有趣的讨论。

让我们考虑一个非常简单的例子。在欧几里德三维空间中运动的粒子。t时刻任意时刻的位置向量x(t)可以写成正则笛卡尔基向量{ijk}。如果你现在对x(t)对时间求导你就得到速度v(t)它对相同的基有分量{ijk}。我们认为位置矢量和速度矢量都在同一线性空间中。但是要理解我们不能加上位置矢量和速度矢量因为它们有不同的物理维度。

还要注意,当使用曲线坐标时,自然基将具有不同的物理尺寸,因此矢量的分量可能没有正确的物理尺寸,例如在球坐标中。在这里,我们必须使用所谓的物理组件。

If this particle moves in a curved space then position vector is not even defined. However, velocity is defined and at any given time t it lies in the tangent space to the ambient space at the point x(t). So, in this case one cannot even pose the question of adding "position" and velocity vectors.

Let us call the linear space of velocities at a point x, V. Using rate of change of energy or power, velocity and force are dual to each other (similarly force and displacement are dual to each other as Zhigang mentioned). Forces live in the dual space of V, i.e. V*. This is the space of one-forms or covectors. Choosing a basis for V, one has a natural dual basis for V*. These, in general, have different physical dimensions. There is a natural pairing between elements of V and V* and this natural pairing does not require an inner product (or metric). An inner product (metric) induces an isomorphism between V and V*, i.e. one can identify the two linear spaces. Note that, in general, this isometry changes from point to point.

Given two linear spaces V and W an isomorphism is a one-to-one and onto linear map. If you specify the map on a basis for V then the map is uniquely defined. The two vector spaces being isomorphic doesn't mean you can add a vector in V to a vector in W. In this sense, identifying the linear space of forces with that of velocities doesn't mean you can add the two.

I think Cauchy stress is a tensor in the sense of tensors in the notes of Prof. Carlson using the isomorphy between vectors and covectors. One doesn't even need to worry about identifying the linear spaces of forces and velocities. Cauchy stress can be simply represented using a basis of covectors (and is obviously symmetric). However, again, I agree with Zhigang that for mechanics applications one should work with multilinear maps on a collection of linear spaces that are not necessarily identical. The obvious examples are deformation gradient and the first Piola-Kirchhoff stress.

Regards,
Arash

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