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含水合物沉积物体系分子模拟势函数的发展与应用OA

Development and Application of Molecular Force Fields for Natural Gas Hydrate-Bearing Sediment Systems

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针对天然气水合物开采中沉积体系分子模拟的技术瓶颈,梳理含水合物沉积物体系分子模拟势函数研究进展,分析单相体系势函数优化、多相界面参数修正及机器学习融合方法的演进,揭示了势函数参数化策略对水合物沉积物多物理场模拟精度的调控机制.当前势函数在极端温压条件适应性、多相参数兼容性、计算效率与精度平衡及实验验证等方面仍存在挑战.未来应聚焦开发极端环境适配的多相势函数体系,构建传统力场与机器学习势融合的多物理场耦合模型,建立实验-模拟协同验证框架,为水合物的安全开采提供从原子机制到储层响应的多尺度理论支撑.

This review examines advancements in potential functions for hydrate-bearing sediments,analyzing the evolution of single-phase optimization,multiphase interface parameter correction,and machine learning integration methodologies to elucidate how parameterization strategies regulate multiphysics simulation accuracy.Current potential functions face challenges in extreme temperature-pressure adaptability,multiphase parameter compatibility,computational efficiency-accuracy balance,and experimental validation.Future research should focus on developing extreme-environment adaptive multiphase potential function systems,constructing multi-physics coupling models integrating traditional force fields with machine learning potentials,and establishing experimental-simulation collaborative validation frameworks.to provide multi-scale theoretical support from atomic mechanisms to reservoir responses for safe hydrate exploitation.

于倩男;叶磊;康瑾琪;梁志培;赵莹;唐慧敏;JIE Yuan

广东石油化工学院 能源与动力工程学院,广东 茂名 525000||Computational Engineering Design Group,University of Southampton,Southampton UK,SO17 1BF广东石油化工学院 能源与动力工程学院,广东 茂名 525000广东石油化工学院 能源与动力工程学院,广东 茂名 525000广东石油化工学院 能源与动力工程学院,广东 茂名 525000广东石油化工学院 能源与动力工程学院,广东 茂名 525000中海石油(中国)有限公司海南分公司,海南 海口 5703111Computational Engineering Design Group,University of Southampton,Southampton UK,SO17 1BF

能源科技

天然气水合物含水合物沉积物分子模拟分子力场势函数

Natural gas hydratesHydrate-bearing sedimentsMolecular modelingMolecular force fieldPotential function

《辽宁石油化工大学学报》 2026 (2)

1-13,13

广东省优秀青年人才国际培养计划项目(GDUPT2023003)茂名市科技计划项目(2025003).

10.12422/j.issn.1672-6952.2026.02.001

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