由于从冰中生成水合物可以较好地进行实验控制以及比较容易获得界面面积等参数,同时有大量的显微观察技术能用于表征这一过程的细节特性,所以此问题得到了集中地研究。在模型建立的研究中,主要的研究方向是将问题描述为气固反应条件下的水合物生成问题,并且基于收缩核模型进行研究。已有的模型大致可以分为三类,包括偏重由反应进程控制的水合物生成过程,侧重由扩散进程控制的水合物生成过程,以及兼有反应进程和扩散进程的生成模型。本文的主要理论研究如下：首先,建立了一个气体扩散过程主导的气体与单粒径冰粉生成水合物的气固反应模型,所建立的模型能够描述水合物生成过程中随气体消耗而产生的压力降低情形。解决了已有模型对恒定压力要求的局限性。模型中讨论了两种方式：分别为考虑相邻颗粒间的几何结构上的相互影响,对半径进行修正的方式M1,以及不考虑这种相互影响的方式M2,并在模型求解中对比了采用两种方式的计算结果,发现结果并无明显差异。在生成过程中,有效气体扩散系数将随时间变化。有效气体扩散系数的准确描述是模拟过程得以实现的关键。由于现有文献中关于扩散系数的准确值难以获得,在本模型中,以可测的压力信息作为输入参数,建立了依赖压力变化的实时有效气体扩散系数求解方法。通过模拟计算获得了水合物的转化率,并与实验获得数据进行了比较,验证了结果的一致性。模拟计算还获得了水合物壳及冰颗粒在生成过程中几何尺寸随时间变化的情况。此外,本文对适应于二次加压,二次升温,以及添加表面活化剂情形的问题的单径自冰粉生成水合物的模型建立进行了展望。