质量守恒 — CAE术语解说

质量守恒定律（连续方程式）是"进入检查体积的质量与流出的质量之差等于内部质量变化"的规律。∂ρ/∂t+∇·(ρu)=0。对于不可压缩流体（ρ=常数），简化为∇·u=0。这是Navier-Stokes方程的搭档。

速度场的散度为零，也就是说"流体既不湧出也不消失"。在非压缩CFD中，我们通过压力来满足这个条件，构建方程体系。SIMPLE方法正是将散度调整至零的压力修正算法。

从数值上讲，是可能的。特别是在VOF方法追踪自由表面时，界面输运计算会累积微小误差。比如100步后液体体积减少了1%这样的情况就会发生。解决办法是使用高精度界面输运格式，或者对计算结果进行质量修正。

检查入口和出口的质量流量是否相等（定常）或计算域全部质量（体积积分）是否随时间不变（非定常）。在Fluent等软件中监控"Net mass imbalance"，当该值小于全流量的0.1%时，说明质量守恒已充分满足。建议每次分析都要检查。

判断收敛不仅要看残差，还要同时检查物理量（质量、能量）的守恒，这是专业人士的做法。