LED散熱器自然對(duì)流散熱數(shù)值模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、目前，隨著全球能源消耗的增加，世界各地均在提倡節(jié)能環(huán)保的生活。新一代光源LED因其節(jié)能環(huán)保、發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)受到各國(guó)政府的廣泛關(guān)注。但大功率LED仍存在著散熱不良的問(wèn)題，這直接影響其發(fā)光效率和使用壽命。因此，解決大功率LED散熱問(wèn)題對(duì)其推廣應(yīng)用有重大意義。本文對(duì)大功率LED散熱原理、研究現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題進(jìn)行深入分析，并具體探討了散熱器結(jié)構(gòu)對(duì)散熱性能的影響；采用數(shù)值模擬的方法對(duì)散熱器散熱過(guò)程進(jìn)行研究，并結(jié)合正交試驗(yàn)的方法對(duì)其散熱方案進(jìn)行

2、優(yōu)化。具體研究工作及相關(guān)結(jié)論如下：
　　首先，借助FLUENT流體分析軟件，對(duì)LED燈的散熱性能進(jìn)行研究，得到散熱器在散熱過(guò)程的溫度分布、LED芯片溫度等散熱性能評(píng)價(jià)參數(shù)。與實(shí)際LED模型對(duì)比顯示：數(shù)值模擬得到的散熱器表面最高溫度為54.3℃，而實(shí)際測(cè)試最高溫度為54.6℃，誤差在3％以?xún)?nèi)，說(shuō)明所建立的模型有一定的通用性。
　　其次，建立具“煙囪效應(yīng)”的散熱器模型，并借助數(shù)值模擬手段對(duì)比分析了其與普通散熱器的散熱性能；探討了

3、散熱器翅片高度、厚度以及個(gè)數(shù)等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)散熱性能的影響，并分析了不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)值對(duì)“煙囪效應(yīng)”散熱性能的影響。分析結(jié)果表明：利用“煙囪效應(yīng)”能夠有效地增強(qiáng)散熱器的散熱性能，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)散熱器的輕量化設(shè)計(jì)。
　　最后，設(shè)計(jì)了散熱器優(yōu)化方案。利用正交試驗(yàn)原理，選取散熱器翅片高度、厚度和寬度等參數(shù)為優(yōu)化因素，以LED芯片溫度和散熱器重量作為優(yōu)化指標(biāo)，對(duì)散熱器進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明：優(yōu)化后的散熱器質(zhì)量為90.31g，最高溫度為58℃，平均溫度4