成簇成核机理（mechanism of nucleation by cluster），工学-工程热物理及动力工程-可再生能源与新能源利用-能源利用新技术-天然气水合物-气体水合物生成动力学，由E.D.斯隆和F.弗莱费提出的描述水合物在有冰存在时的成核机理。该机理认为分子簇可以生长，首先出现水分子组成的笼子，然后这些笼子聚集生长，最后长大形成水合物，直至达到临界尺寸。成核过程中存在不包含客体分子的纯水，但纯水中包含一些寿命短、不稳定的五边形、六边形的环状结构。水分子围绕溶解的客体分子（例如甲烷等气体分子）形成不稳定簇。这些不稳定簇在水合物的生成过程中起着基块的作用。溶解的分子簇组合形成一个单元一个单元的格子。成簇成核的成核过程分为四个阶段：①在一定温度压力下，自由水围绕气体分子定向排列形成笼型不稳定簇；②亚稳定簇阶段，不稳定簇间笼子结构进行转换；③亚稳定簇间相互堆积，形成单晶；④成核，亚稳定簇累积到一定临界值时，形成水合物晶核。成簇成核机理认为过冷水中的网状结构和分子过冷水内部结构簇是不断破坏和重组的，在重组的过程中则会包裹气体分子，形成水合物晶格，晶格的可逆生长形成稳定的水合物晶核。