天然气水合物(NGH)作为一种新兴的非常规能源已受到国际性的广泛关注,近期在我校建成的“海洋非成岩天然气水合物固态流化开采实验室”在模拟海洋NGH开发试验中急需使NGH取样器内的试验介质温度升高及稳定。本文在广泛调研的基础上,针对NGH研究试验需求,提出一种基于微波热效应的NGH控温方法及总体方案,并构建了功率可控、参数可调的微波实验装置,改装装置由移动式双磁控管及NGH取样器构成,可实现局部区域微波场的参数控制;采用高频电磁仿真软件HFSS分别对两个磁控管在不同位置参数工作时取样器内部的微波场分布进行了数值模拟分析,探索了取样器内试验介质(选用NGH替代介质:冰、水及冰水混合物)与微波场的内在联系;使用实验装置完成了变参数磁控管对取样器内试验介质的加热、温度分布等实验研究;数值模拟分析和实验研究结果均表明,取样器中心区域微波场强度高于圆型周边、试验介质开始产生液化现象后其液化速度明显加快;改变微波波导口相对取样器的位置参数,可以改变取样器内部的微波场分布和加热速率。论文的数值模拟仿真研究和系列微波加热实验结果,验证了提出的研究方法理论正确且具有可行性。微波试验装置已达到了设计指标要求,为进一步实用装置研制及探索非成岩NGH相变规律提供了一种实验研究方法。论文成果尚待进一步完善,但实际应用前景将十分广阔。