本书针对天然气水合物资源开采问题，从孔隙尺度出发，构建了针对天然气水合物分解过程多物理化学场耦合问题的数值模型，开展了天然气水合物分解过程的数值模拟研究。利用孔隙尺度数值模拟，本书分析了天然气水合物分解过程多物理化学场控制机制，从热质传递角度揭示了影响天然气水合物分解速率的控制因素，改进了天然气水合物生产预测的经验模型，推动了水合物分解过程的尺度升级研究，为实现天然气水合物高效开发提供了理论基础。
本书立足水合物分解过程中的热质传递规律这一科学问题，聚焦水合物开采前沿技术领域，适合从事能源工程、油藏工程等相关领域的读者阅读。

第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状及分析
1.2.1 天然气水合物分解控制机制研究现状
1.2.2 天然气水合物生产预测模型研究现状
1.2.3 孔隙尺度多场耦合问题数值方法研究现状
1.3 研究内容及方法
第2章 多场耦合格子玻尔兹曼方法的建立与验证
2.1 引论
2.2 天然气水合物分解过程涉及的多物理问题及控制方程
2.3 基于格子玻尔兹曼方法的多场耦合数值模型
2.3.1 多组分多相伪势模型
2.3.2 跨相传质模型及非均相反应边界处理
2.3.3 共轭传热模型
2.3.4 固相演化模型
2.3.5 多场耦合数值计算流程
2.4 多场耦合数值模型的验证
2.4.1 热力学一致性验证及杨-拉普拉斯实验
2.4.2 多相泊肃叶流动数值模拟
2.4.3 方腔内反应传质过程计算
2.4.4 封闭区域内的CO2溶解过程计算
2.4.5 Rayleigh-Bernard自然对流计算
2.5 本章小结
第3章 天然气水合物分解过程传热传质控制机理分析
3.1 引论
3.2 物理模型及计算参数
3.3 计算结果及讨论
3.3.1 水合物分解控制机理分析
3.3.2 孔隙尺度水合物分解实验的数值模拟研究
3.3.3 考虑传质限制作用的修正反应动力学模型
3.4 本章小结
第4章 跨相传质CST-LB模型的建立与验证
4.1 引论
4.2 跨相传质CST-LB数值模型
4.3 CST-LB模型的验证
4.3.1 相界面处的浓度阶跃数值模拟
4.3.2 封闭区域内气体溶解数值模拟
4.3.3 毛细管驱替过程组分输运数值模拟
4.3.4 多孔介质多相传质问题数值模拟
4.4 非均相反应边界格式及改进的润湿边界格式
4.4.1 CST-LB非均相反应边界处理格式
4.4.2 多组分伪势模型润湿性边界格式的改进
4.5 多相体系中非均相反应数值模拟的比较研究
4.5.1 三种伪势模型润湿性边界格式的比较
4.5.2 考虑非均相反应的一维多相传质问题
4.5.3 有液滴覆盖的圆柱体溶解问题
4.5.4 毛细管驱替过程的反应传质问题
4.5.5 多孔介质中的多相溶解问题
4.6 本章小结
第5章 天然气水合物在气水运移过程中的分解规律研究
5.1 引论
5.2 物理问题及数值模型
5.3 计算结果及讨论
5.3.1 纯单相流动工况下水合物分解模式及控制机制
5.3.2 多相流动工况下水合物分解模式及控制机制
5.3.3 考虑气水运移影响的水合物分解模式图
5.3.4 考虑分解模式的渗流模型及水合物表面积模型
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 本书的创新点
6.3 研究展望
参考文献
致谢