首页> 中文学位 >LED散热器自然对流散热数值模拟与结构优化
【6h】

LED散热器自然对流散热数值模拟与结构优化

代理获取

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 LED国内外研究现状以及发展趋势

1.3 存在的问题分析

1.4 本文主要研究内容

第二章 LED灯散热器传热理论计算

2.1 流体力学基本概念

2.2 LED灯散热原理

2.3 LED灯散热器材料

2.4 LED灯的热计算

2.5 本章小结

第三章 LED灯散热器建模及仿真分析

3.1 Fluent软件简介

3.2 数学模型的建立

3.3 数值模拟及分析

3.4 计算结果分析

3.5 本章小结

第四章 LED灯散热分析讨论

4.1 烟囱效应原理

4.2 散热器温度场和空气流场分析

4.3 功率对散热器性能影响

4.4 烟囱效应对散热性能影响

4.5 场协同原理散热分析

4.6 本章小结

第五章 基于正交试验的散热器结构优化

5.1 正交试验简介

5.2 散热器结构参数对散热效果影响分析

5.3 散热器的优化设计

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 本文工作总结

6.2 未来工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

展开▼

摘要

目前,随着全球能源消耗的增加,世界各地均在提倡节能环保的生活。新一代光源LED因其节能环保、发光效率高等优点受到各国政府的广泛关注。但大功率LED仍存在着散热不良的问题,这直接影响其发光效率和使用寿命。因此,解决大功率LED散热问题对其推广应用有重大意义。本文对大功率LED散热原理、研究现状以及存在的问题进行深入分析,并具体探讨了散热器结构对散热性能的影响;采用数值模拟的方法对散热器散热过程进行研究,并结合正交试验的方法对其散热方案进行优化。具体研究工作及相关结论如下:
  首先,借助FLUENT流体分析软件,对LED灯的散热性能进行研究,得到散热器在散热过程的温度分布、LED芯片温度等散热性能评价参数。与实际LED模型对比显示:数值模拟得到的散热器表面最高温度为54.3℃,而实际测试最高温度为54.6℃,误差在3%以内,说明所建立的模型有一定的通用性。
  其次,建立具“烟囱效应”的散热器模型,并借助数值模拟手段对比分析了其与普通散热器的散热性能;探讨了散热器翅片高度、厚度以及个数等结构参数对散热性能的影响,并分析了不同的结构参数值对“烟囱效应”散热性能的影响。分析结果表明:利用“烟囱效应”能够有效地增强散热器的散热性能,并实现了对散热器的轻量化设计。
  最后,设计了散热器优化方案。利用正交试验原理,选取散热器翅片高度、厚度和宽度等参数为优化因素,以LED芯片温度和散热器重量作为优化指标,对散热器进行优化。结果表明:优化后的散热器质量为90.31g,最高温度为58℃,平均温度40.4℃;均低于正交表中的9组试验方案的温度值。因此,该优化试验结果可做为散热器优化设计参考方案。
  综上所述,本文借助数值模拟的研究手段对LED灯散热器散热性能进行研究,并结合正交试验方法,对翅片高度、厚度和宽度等散热器结构参数进行多目标优化,得到散热性能佳、质量轻的散热器结构,为进一步研究“烟囱效应”散热器的散热性能及结构优化提供了理论依据。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号