我国改革开放以来，全国内河水运建设得到了快速发展，港口航道水路运输能力获得了较大提高，水路运输作为现代运输公认的绿色运输推动着国民经济的发展。可是，有一个制约着通航船模应用的重要技术问题尚待解决，那就是在变态水工模型中运用通航船模的技术。由于受地形限制等原因，水工模型很多都是变态的，即垂直比尺与水平比尺不一致，而国内以往的通航船模研究都是应用正态船模在正态水工模型上研究通航问题，这就使通航船模技术的应用受到很大限制。在国外，虽已有在变态水工模型中使用船模进行对比试验的例子，但工作做得较为粗略，未对船模变态问题进行深入研究。如果能突破在变态水工模型上运用通航船模的技术，将会大大扩展通航船模的应用范围，并可避免为了进行船模试验而耗费大量资金专门制作正态水工模型，使变态船模技术可为通航研究服务。另外，由于对几何变态相似船模的试验研究开展甚少，致使变态船模的研究在理论上和实际应用上都存在许多技术难题，从而也限制了船模试验研究在变态水流模型中的应用。因此，随着计算机科学技术和船舶水动力学学科自身的发展，迫切需要对变态水工模型中的船模适用性开展广泛的研究，找到变态水流条件下船模各项性能之间的内在联系，使船模技术更好地为通航研究服务。本论文从基本相似理论着手，对变态船模操纵性与回转性相似进行讨论。根据变态船模的相似性，建立变态船模运动方程，采用前苏联船模试验提出的水动力导数经验公式编制计算程序，对小变率船模的Z型试验进行数学仿真，分析变率较小时船模操纵性与实船的相似程度。计算机仿真试验说明船模经过变态之后，明显存在比尺效应，使得变态船模与实船只能满足一定条件的相似。在分析变态船模进入定常回转阶段的计算中，发现变态船模在变率η>2时随着变率的增大回转直径也随着增大的现象。说明变态船模的回转性与实船是相似的，可以作为船模在水工模型中实船的真实反演。