基于Fluent仿真技术的LED路灯模组散热优化设计3D+约1.8w字说明书

图纸描述

【毕设资料，仅供参考学习！】 摘 要： 当前市面上在售的路灯主要有这两个类型：大功率集成封装式LED路灯和由多颗小功率LED组合而成的路灯。小功率LED组合而成的路灯的散热问题比较好处理。但是它的光衰较强，安装成本又较高。大功率LED路灯模组具有众多优点：首先，色彩和亮度的动态控制可灵活改变；其次，寿命长，超过5.5万小时；尺寸小；最后，环保，无有害金属、红外线和紫外线辐射并且耗电量低，它是使光通量升高的重要手段之一。大功率LED路灯是城市照明的发展趋势，但大功率LED的散热问题一直是个棘手的难题。LED是冷光源，光电转换率大约是15%~20%，芯片产生的热量只能通过热传导的方式散出。随着输入功率的变大，散热变得困难，最后导致芯片结温过高[1]，大量的热聚集却没有散发出去会引起寿命变短、光效降低、荧光粉加速老化等一系列问题。现阶段是创建节约型社会的关键时期，全面普及LED是必然趋势，解决它的散热问题是全面普及必不可少的条件。 本文首先通过研究散热器各参数，如翅片厚度，翅片长度，基板厚度等进行矩形翅片散热器的建模，再在此基础上通过增大接触面积，改变翅片结构等原理进行优化整改：打孔型，波纹型，太阳花型。其次，通过有限元仿真技术对商业照明使用的LED路灯模组进行散热仿真模拟。使用Solidworks对其进行三维建模，其次通过ANSYS进行切割与画网格，最后使用Fluent对其进行散热仿真模拟，整理数据并分析结果。 研究结果表明：1）在打孔型优化研究中，保持其他参数不变，观察打孔间距对散热性能的影响，实验结果显示在间距为4mm时散热性能最佳；2）在波纹型优化研究中，改变原有翅片结构，具有体积小的优点，针对波纹角的变化进行散热模拟，得出在波纹角为140°时散热性能达到最佳；3）在太阳花型优化研究中，改变翅片分布结构，通过改变翅片的厚度进行散热模拟，在厚度为3mm时达到最佳。 关键词：LED路灯模组；有限元仿真；Fluent；散热