武器发射时需要兼顾空气和水两种最基本的作战环境，对于设计人员而言，在设计武器时需要同时考虑弹丸分别在空气和水下的运动情况。膛口流场经过多年的研究，其发展过程及对弹丸的影响已经了解的很深入，但水与空气不同，首先最明显的不同就是水的密度是空气的800倍，且水下流场和空气流场有较大的不同。超空泡原理作为实现水下高速航行的新手段，其减阻机理是利用水汽化产生的水蒸汽包裹航行体表面，将航行体固体表面与水完全隔离，减少固体沾湿面积，从而降低水下航行体粘性阻力，增大射程。本论文首先利用超空泡原理，建立某水下炮系统，应用于消灭水雷或者鱼雷。在借鉴美国相似武器系统的基础上，基于30mm口径、分别对水下炮系统和射弹系统进行了结构设计。然后使用FLUENT建模仿真分析的方法，应用计算流体动力学基本知识，建立两相流和超空泡仿真分析的控制方程组，利用FLUENT软件和两相流知识，仿真模拟了使用空包弹排除身管内部水的过程，得到了这个过程中不同相所占体积比例的完整云图，模拟结果验证了这种方法的可行性。最后根据水下使用环境，模拟了超空泡的形成过程，分别针对超空泡的不同影响因素，研究了其对超空泡形态的影响，在此计算结果基础上，分别探讨了超空泡减阻能力和射程的大小，这才是超空泡原理的应用价值。