Данная работа посвящена решению модельных задач сверхзвуковой аэродинамики с использованием программного обеспечения с открытым исходным кодом Eilmer (Квинсленд, Австралия). Задачи исследования: 1. Выбор «представительных» модельных задач об обтекании сверхзвуковым потоком тел вращения различной формы. 2. Обзор литературных источников, посвященных задаче сверхзвукового ламинарного обтекания тел вращения потоком газа; выбор надежных экспериментальных данных для валидации. 3. Постановка и проведение верификационных расчетов для «простых» тестовых задач (сверхзвуковое течение в канале с центральным клином, ламинарный пограничный слой) с использованием кода Eilmer; сопоставление результатов с данными, полученными по конечно-объёмному «неструктурированному» коду SINF/Flag-S (СПбПУ). 4. Расчеты сверхзвукового ламинарного обтекания трех тел вращения: затупленного по конусу цилиндра, затупленного по сфере цилиндра и двойного конуса. На основе анализа результатов расчета «простых» тестовых задач проведена оценка качества разрешения ударно-волновой картины течения, а также вязких эффектов в пограничном слое. Показано, что результаты расчетов хорошо согласуются с аналитическими данными. Исследована чувствительность решения к пространственному разрешению. Проведен анализ результатов расчета сверхзвукового ламинарного обтекания трех тел вращения: затупленного по конусу цилиндра, затупленного по сфере цилиндра и двойного конуса. Исследована сложная структура течения, характеризующаяся эффектами вязко-невязкого взаимодействия. Для задачи обтекания конуса и сферы результаты расчетов сопоставлены с известными из литературы аналитическими оценками. Показано, что результаты расчетов сверхзвукового обтекания двойного конуса, в целом, хорошо согласуются известными из литературы экспериментальными данными.

The given work is devoted to the solution of model problems of supersonic aerodynamics using the free software Eilmer. Research objectives: 1. Selection of "representative" model problems of supersonic flow over axisymmetric bodies 2. Review of literature sources devoted to the problem of supersonic laminar flow over axisymmetric bodies; selection of reliable experimental data for validation. 3. Definition and performing verification calculations for "simple" test problems (supersonic flow in a channel with a central wedge, laminar boundary layer) using the Eilmer code; comparison of the results with the data obtained using the finite-volume "unstructured" code SINF/Flag-S (SPbPU). 4. Calculations of supersonic laminar flow past three axisymmetric bodies: a cylinder blunted along a cone, a cylinder blunted along a sphere, and a double cone. The quality of the resolution of the shock-wave flow pattern and the viscous effects in the boundary layer was evaluated, based on the analysis of the results of calculation of "simple" test problems. It is shown that the calculation results are in good agreement with the analytical data. The sensitivity of the solution to the spatial resolution is investigated. An analysis is made of the results of calculating a supersonic laminar flow around three bodies of revolution: a cylinder blunted along the cone, a cylinder blunted along the sphere, and a double cone. The complex structure of the flow, characterized by the effects of viscous-inviscid interaction, has been studied. For the problem of flow past a cone and a sphere, the calculation results are compared with analytical data known from the literature. It is shown that the results of calculations of the supersonic flow around a double cone, in general, are in good agreement with experimental data known from the literature.