Para abordar los requisitos de gestión térmica de los vehículos submarinos no tripulados (UUV), este estudio diseña una pequeña sección de prueba de túnel de agua de alta velocidad. Combinando simulaciones numéricas y métodos experimentales, investigamos sistemáticamente cómo la presión de salida regula la estructura del flujo y el rendimiento de enfriamiento desde las perspectivas de la dinámica de vórtices y la escalabilidad de la energía turbulenta. Los resultados demuestran que aumentar la presión de salida de 1.0 a 2.0 atm reduce la pérdida de presión del sistema en un 26.60%, el coeficiente de arrastre en un 26.56% y el consumo de energía en un 27.30%. La sección de prueba mantiene la uniformidad del flujo por debajo del 1.0% con más del 75% de cobertura de zona de alta velocidad, satisfaciendo el requisito de diseño de >=25 m/s. El análisis del mecanismo revela que la presión elevada suprime la cavitación y la separación de la capa límite, atenúa la generación de vórtices a gran escala y promueve la transición de la turbulencia a escalas más pequeñas, optimizando así el transporte de energía y la uniformidad térmica. La validación experimental confirma la fiabilidad del modelo numérico para predecir las características del flujo, proporcionando apoyo teórico y técnico para el diseño avanzado de túneles de agua y la optimización de la gestión térmica de baterías.