压缩性 — CAE术语解说

马赫数M = 0.3以下时密度变化很小（约5%以内），不可压流体近似成立。M > 0.3时压力、密度、温度耦合作用开始显现，忽视压缩性效应的求解器会产生较大误差。发动机内部流动、环形通道内流动、船舶螺旋桨尖端——这些都是出现局部高马赫数的典型例子。

确实有很大不同。不可压求解器采用SIMPLE法、PISO法等压力基求解方法，而压缩性求解器使用密度基算法。在Navier-Stokes方程基础上增加能量方程和状态方程（焓H与密度ρ的关系），并在数值通量中使用Roe近似Riemann求解器或AUSM方法。OpenFOAM的rhoSimpleFoam和Fluent的密度基求解器都属于这一类。

差异很大。亚音速流（M < 1）中如扩张管等处的压力梯度较弱。而超音速流（M > 1）会产生激波和膨胀波，压力、密度、温度在激波处发生间断跳跃。数值上需要采用非耗散格式或TVD（总变动限制）格式，并使用网格加密在激波附近抑制密度振荡。

在一般乘用车速度范围内（300km/h以下）M < 0.3，不可压流体近似已足够。特别是对于空调系统的气流流动更是如此。但在涡轮增压器内部或高性能赛车最高速时，M = 0.3附近的边界情况下，有时需要考虑压缩性效应进行分析。