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第1章 绪论1

1.1 研究的目的意义1

1.1.1 选题的背景1

1.1.2 研究的目的和意义1

1.2 研究现状2

1.2.1 天然气水合物相变国内外研究现状2

1.2.2 天然气水合物分解分子模拟研究现状9

1.3 研究内容13

1.4 技术路线14

第2章 环空流动中天然气水合物的相变理论15

2.1 环空流动中天然气水合物的相平衡研究15

2.2 环空流动中天然气水合物生成模型及数值模拟17

2.3 环空流动中天然气水合物分解模型及数值模拟20

2.3.1 传质分解模型20

2.3.2 传热分解模型27

2.3.3 环空流动中天然气水合物分解数值模拟28

2.4 本章小结36

第3章 分子模拟技术方法优选37

3.1 分子模拟技术概况37

3.1.1 分子力场37

3.1.2 蒙特卡洛（MC）39

3.1.3 分子动力学40

3.2 分子动力学模拟基础方法42

3.2.1 积分算法45

3.2.2 ABM4算法46

3.2.3 Verlet算法47

3.2.4 Beeman算法48

3.2.5 运动方程的数值积分方法——Gear预测矫正算法49

3.2.6 统计系综50

3.2.7 其他方法52

3.3 分子模拟方法选择54

3.4 本章小结54

第4章 天然气水合物分解的分子动力学模拟55

4.1 模拟体系55

4.2 模拟方法56

4.3 模拟结果和讨论57

4.3.1 体系平衡构象57

4.3.2 模拟最终构象58

4.3.3 z向密度分布60

4.3.4 径向分布函数62

4.3.5 均方位移65

4.3.6 扩散系数68

4.4 本章小结69

第5章 海洋钻遇天然气水合物层井筒多相流敏感参数分析70

5.1 钻遇天然气水合物层复杂介质井筒多相流动特征参数预测模型70

5.1.1 模型假设70

5.1.2 气液两相流基本数学模型70

5.1.3 环空多相流体流动携固模型71

5.1.4 压力梯度数学模型73

5.2 求解流程73

5.3 多相流动敏性感参数模拟结果及分析75

5.3.1 钻头尺寸敏感性分析75

5.3.2 机械钻速敏感性分析78

5.3.3 钻井液排量敏感性分析81

5.4 本章小结85

第6章 结论与建议86

6.1 结论86

6.2 建议87

参考文献88