张量

张量分布用于指定多孔阻力等张量。

每个张量节点都是一个占位符,代表分量和所有轴的独立值。在以下屏幕截图的示例中,3×3 矩阵的每个分量都对应一个节点。

张量属性

量纲
值的维数(只读)。单击自定义工具可执行定义维数的操作。
方法
选择要用于输入张量的方法。每个方法都定义了张量分布,它可充当单独标量节点的占位符。

有些张量具有相同的函数,只是名称不同。它们的区别在于指定轴方向的方式不同。各向异性张量、各向同性张量、正交各向异性张量和横向各向同性张量使用方向管理器节点来指定轴方向。

方法 对应方法节点
各向异性张量

可以通过方向属性定义张量的轴方向。

每个节点表示张量的一个分量:二维问题涉及四个分量(XX、XY、YX 和 YY);三维问题涉及九个分量(XX、XY、XZ、YX、YY、YZ、ZX、ZY 和 ZZ)。分量节点的功能类似于典型各向异性矢量分布法中的标量分布量节点。此功能可用于单独指定每个分量的分布法。

为此,打开张量节点,然后像在分布节点中一样使用标量分布量。

例如,要指定张量

[ 10 15 25 20 ]

分别将 XX 分量XY 分量YX 分量YY 分量设为常数10152520

复合张量

张量分量在指定的坐标系中定义。

复合对称张量

张量分量在指定的坐标系中定义。

每个节点表示对称张量的一个分量:二维问题涉及三个分量(XX、XY 与 YX 和 YY);三维问题涉及六个分量(XX、XY 与 YX、XZ 与 ZX、YY、YZ 与 ZY 和 ZZ)。分量节点的功能类似于典型复合矢量分布法中的标量分布量节点。此功能可用于单独指定每个分量的分布法。

为此,打开复合对称张量节点,然后像在分布节点中一样使用标量分布量。

例如,要指定张量

[ 10 15 15 20 ]

分别将 XX 分量XY 与 YX 分量YY 分量设为常数101520

各向同性张量

在各向同性张量分布法中,使用在所有空间方向上保持不变的单个分量指定张量。每个各向同性分量节点都是一个占位符。

各向同性分量表示张量的单个不变分量。其功能类似于典型复合矢量分布法中的标量分布量节点。

例如,要指定张量

[ 20 0 0 0 20 0 0 0 20 ]

各向同性分量指定为常数20

正交各向异性张量

可以通过方向属性定义张量的主轴方向。

使用相对于主轴的对角分量指定张量。每个分量和轴节点都是一个占位符。

分量节点表示张量的对角分量:二维问题涉及两个分量(XX 和 YY);三维问题涉及三个分量(XX、YY 和 ZZ)。这些节点的功能类似于典型复合矢量分布法中的标量分布量节点。

(仅限主张量)轴节点表示张量的主轴方向。只需指定两个主轴(XX 和 YY),这些轴不得相互平行。根据内部推断,第三个主轴与另外两个轴正交。轴矢量的幅值将被忽略;只有其方向十分重要。如果输入的轴相互平行或长度为零(衰减条件),则主轴将回退到标准坐标系的轴。轴节点的功能类似于矢量分布量节点,包括为每个轴矢量指定坐标系的功能。两个轴的坐标系通常可以相同,但这并非强制性要求。

该设计允许单独指定每个分量和轴的分布法。

例如,要指定张量

[ 20 0 0 0 30 0 0 0 30 ]

XX 分量设为常数20,将 YY 分量ZZ 分量设为 30。(对于主张量)然后分别将 XX 轴YY 轴指定为 [1, 0, 0][0, 1, 0]

(对于正交各向异性张量)通过将方向设为局部方向,指定主轴方向。

主张量
横向各向同性张量

可以通过方向属性定义张量的主(第一个)轴方向。只有第一个轴有意义。

此张量对应于轴对称张量,并使用沿方向管理器 > [局部方向] 中定义的主轴的分量指定。主轴 1 表示轴向。有两个分量节点:轴向分量(沿主轴 1)和横向分量(沿主轴 2)。

例如,要指定张量

[ 20 0 0 0 30 0 0 0 30 ]

主轴 1 指定为常数[1, 0, 0],并将主轴 2 设为 [0, 1, 0]。然后,将轴向分量设为 20,将横向分量设为 30

轴对称张量

使用沿用户指定的轴的分量以及与该轴垂直的分量指定张量。每个分量和轴节点都是一个占位符。

“轴”节点表示横向。有两个分量节点:轴向分量(沿用户指定的“轴”)和交叉流分量(沿与“轴”垂直的方向)。这些节点的功能类似于典型复合矢量分布法中的标量分布量节点。

例如,要指定张量

[ 20 0 0 0 30 0 0 0 30 ]

指定为常数[1, 0, 0]。然后,将轴向分量设为 20,将交叉流分量设为 30

方向管理器和局部方向

各向异性张量、正交各向异性张量和横向各向同性张量的节点没有表示张量轴的子节点。但是,如果创建了这些类型的任意节点,将会在区域的物理值下创建一个方向管理器节点。在方向管理器节点下,可以创建多个局部方向节点,每个节点分别描述一个轴集合。在张量节点中,可以使用方向属性选择局部方向。

要创建局部方向

  1. 右键单击区域 > [区域] > 物理值 > 方向管理器节点,然后选择新建
  2. 选择局部方向节点,然后选择要在其中定义张量轴的坐标系
  3. 选择局部方向 > 主轴 1 节点和主轴 2 节点,并指定其方向。


  4. 选择相关张量节点,例如选择物理值 > 多孔惯性阻力 > [张量],然后将方向设为局部方向