本文以高压比、高密度比气、水界面模拟为主要研究对象，基于level set方法捕捉界面，结合流场解算器，采用MGFM和RGFM思想描述气、水界面边界条件，主要开展了以下问题研究。 (1)水下运动激波和气泡(串)相互作用。 (2)初始形状为圆柱形、球形和“V形”圆锥状高温高压气泡在水中膨胀问题。 (3)复杂域高温高压气泡(串)膨胀的分块、并行计算。 主要内容为： (1)第一章简要介绍了本文研究背景、国内外相关研究进展和本文主要特色。 (2)第二章给出了流场控制方程、界面捕捉level set方程以及外推方程。为满足复杂域计算，还给出了上述方程在任意正交坐标系下的形式。 (3)第三章主要介绍本文采用数值方法和并行计算方法。采用迎风TVD格式求解Euler方程、用五阶WENO格式求解level set方程及其重新初始化方程。在共享存储环境下引入OpenMP库，对计算程序中效率最低的循环迭代实现多核并行计算和通信。 (4)第四章主要给出水下运动激波和气泡(群)相互作用、水下各种初始形状的高温高压气泡膨胀等问题的数值解，共给出了10个算例，包含考核算例。 (5)第五章主要给出了本文主要结论和下一步需研究的工作。 主要创新和特色为： (1)将二维直角坐标系下的level set方法推广到三维直角坐标系的含气泡、激波流场计算中。 (2)将直角坐标系下的流场控制方程、level set方程和外推方程推广到任意正交坐标系中，并编写了经过算例验证的计算程序。 (3)将MGFM和RGFM思想成功地推广到三维直角坐标系和任意正交坐标系的level set方法中。 (4)实现了任意正交坐标系下levelset方法的分块、并行计算，为开展多爆源、水下爆炸场等工程问题计算奠定了坚实的基础。