面对能源危机,寻找清洁能源变得尤为重要。天然气水合物储量大、能量密度高、清洁无污染,被称作21世纪最重要的清洁能源之一。水合物藏开采是涉及反应动力学、传质、传热的复杂过程。因此,对天然气水合物分解机理开展研究具有重要意义。本文采用格子玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann Method,LBM）首先研究了多孔介质的渗流特性,构建斜45°正方形排列、正方形排列、正三角形排列、菱形排列四种排列方式并将模拟结果与经验公式进行对比。然后针对多孔介质中天然气水合物分解进行数值模拟研究。考虑甲烷水合物固相、甲烷气相、水液相三相,考虑多孔介质中水合物的分解动力学和热力学,基于格子玻尔兹曼方法构建甲烷水合物在多孔介质中分解的二维模型。采用格子玻尔兹曼方法的大密度比伪势模型、水合物分解动力学、固相表面更新VOP等原理模拟天然气水合物在多孔介质中的分解,分别模拟了多孔介质孔隙率、骨架结构以及水合物的赋存状态对分解特性的影响,并通过达姆科勒数（Da）表征分析控制机理。研究传热对水合物分解的影响,通过速度分布函数与温度分布函数耦合,分析边界温度的改变对水合物分解速率的影响。得出以下结论:（1）随着多孔介质孔隙率的降低,多孔介质内的流动受到抑制。菱形排列的多孔介质,孔隙利用率较高。将本文模拟渗透率值与经验公式进行对比,可以发现:多孔介质颗粒斜45°正方形排列时渗透率模拟值与Lee&Yang、Ergun、Sangani经验公式的平均绝对误差分别为23.7%、24.4%和38.9%;正方形排列时分别为42.9%、44.7%和56.5%。正三角形排列时与Lee&Yang、Ergun经验公式的平均绝对误差分别为27.7%和22.1%;菱形排列时分别为62.9%和77.4%。其中正三角形排列吻合最好;（2）当不考虑水合物分解传热的影响时,水合物的分解过程分为三个阶段:传质扩散阶段、传质与化学反应相当阶段、反应控制阶段。孔隙率较大的多孔介质更有利于水合物的分解;处于包裹状态下的水合物比悬浮状态更易分解;当多孔介质的孔隙率小于50%时,仅仅采用降压分解效率较低,考虑降压与注热联合分解;（3）通过速度场与温度场耦合考虑传热对分解的影响。较定温模拟而言,边界温度升高,水合物分解速率提高,并且对于孔隙率较小的多孔介质,分解速率提升的效果更加明显。当多孔介质孔隙率为37.98%,上、下壁面的加热温度为0.065（300.24K）时,分解所需要的时间缩短46.9%,当加热温度从0.065提升到0.1（461.91K）时,分解时间缩短10.6%。