文运用计算模拟的方法，通过高斯软件运用密度泛函理论进行数值模拟，充分研究了可燃冰三种结构类型的五种笼形孔穴结构，并找到了适合研究水合物价健结构的泛函方法，在此基础上计算了工业废气在水合物中的相互作用能和最优化占有率，并成功计算出了SO2、H2S、NO2、CO2等气体分子在开采可燃冰的过程中置换甲烷气体的可行性。文章的主要内容分为三个部分:第一部分采用密度泛函理论，在wB97X-D/6-311++G(2d，2p)水平下，对435663(H2O)20、512(H2O)20、51262(H2O)24、、51264(H2O)28、51268(H2O)36五种类型空穴进行了在考虑零点能基础上的结构优化和频率分析，对其结合能进行计算，并探索了可燃冰的稳定性规律;第二部分采用6-311++G(2d，2p)大型基组，分别运用B97-D、wB97X-D、M06-2X、M06-HF、X3LYP、B3LYP等6种方法对CH4、CO2和H2S进行能量计算、频率分析以及吉布斯自由能判据的比较分析，找到研究水合物的最优泛函理论;第三部分在M06-2X/6-311++G(2d，2p)水平下对工业废气水合物在512(H2O)20、51262(H2O)24、51264(H2O)28三种空穴中的结构优化和相互作用能的计算，并由此预测出工业废气在开采可燃冰的过程中置换甲烷气体的可行度。目前，国内外对可燃冰的研究取得了显著地进展，这项工作预期在可燃冰的置换开采过程中提供更多的计算数据和新颖的视角。