En este trabajo, se investigó el campo de flujo de un rotor en autorrotación en un túnel de agua con varios ángulos de paso y ángulos de retroceso del eje mediante velocimetría de imágenes de partículas (PIV). Los experimentos se llevaron a cabo en un rotor de un solo eje y dos palas que rota libremente. Se desarrollaron dinámicas de fluidos computacionales (CFD) basadas en mallas móviles superpuestas para estudiar las características hidrodinámicas de un rotor en autorrotación submarino. Los resultados de la simulación están en buena concordancia con los resultados de las pruebas. El empuje y el coeficiente de empuje del rotor en autorrotación submarino se calcularon mediante simulación CFD en diferentes situaciones. La investigación demuestra que la velocidad de rotación y el empuje tienen una correlación positiva significativa con la velocidad del agua, el paso y el ángulo de retroceso del eje. En particular, el coeficiente de empuje varía poco con el ángulo de retroceso del eje. Un rotor en autorrotación submarino con un perfil aerodinámico delgado, torque negativo y un número adecuado de palas puede aumentar el empuje y el coeficiente de empuje. La investigación es significativa para enriquecer la teoría de autorrotación de los rotores y ayudar a desarrollar rotores en autorrotación submarinos.