双回转体串联入水指的是在空间上沿轴向排布,以先后顺序入水的过程,其具有重要的军事与化工应用背景,如机载撒布式灭雷、分段式航行体设计,多物体的表面处理及热处理过程。在此背景下本文通过试验与数值相结合的方法进行串联自由入水研究。在试验方面,建立了入水速度可调、入水时序可控的双回转体串联入水试验系统。基于此试验系统进行了固定高度下的双回转体串联入水试验,通过对比不同入水时序下的运动过程,划分了四种运动模式,得到了四种模式下的空泡演化特征与运动规律;进行了不同结构参数的回转体串联入水试验,研究了次发的长细比和锥角对回转体串联入水运动的影响;进行了不同入水速度下的回转体串联入水试验,通过试验图像研究了不同入水速度下典型的空泡演化特征,分析了不同Fr下碰撞时刻及临界碰撞时序分布特征,对比了相同时间内的两运动体姿态分布特征。在数值仿真方面,建立了六自由度回转体串联入水运动仿真模型,并结合试验进行验证。基于此仿真模型进行了不同入水时序的仿真研究,分析了不同入水时序下的多相流场及流体动力特性;接着研究了封闭空腔扰动下的流体动力特征,结合压力特征分析了封闭空腔与独立的尾空泡对首发运动的影响。