LED散熱器自然對流散熱數(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)點受到各國政府的廣泛關(guān)注。但大功率LED仍存在著散熱不良的問題，這直接影響其發(fā)光效率和使用壽命。因此，解決大功率LED散熱問題對其推廣應(yīng)用有重大意義。本文對大功率LED散熱原理、研究現(xiàn)狀以及存在的問題進行深入分析，并具體探討了散熱器結(jié)構(gòu)對散熱性能的影響；采用數(shù)值模擬的方法對散熱器散熱過程進行研究，并結(jié)合正交試驗的方法對其散熱方案進行

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LED燈的散熱性能進行研究，得到散熱器在散熱過程的溫度分布、LED芯片溫度等散熱性能評價參數(shù)。與實際LED模型對比顯示：數(shù)值模擬得到的散熱器表面最高溫度為54.3℃，而實際測試最高溫度為54.6℃，誤差在3％以內(nèi)，說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、厚度以及個數(shù)等結(jié)構(gòu)參數(shù)對散熱性能的影響，并分析了不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)值對“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)”能夠有效地增強散熱器的散熱性能，并實現(xiàn)了對散熱器的輕量化設(shè)計。
　　最后，設(shè)計了散熱器優(yōu)化方案。利用正交試驗原理，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，對散熱器進行優(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