亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        LED車燈散熱器優(yōu)化研究

        2019-10-11 04:02:38郁秋華
        科技視界 2019年22期
        關(guān)鍵詞:結(jié)溫數(shù)值模擬

        郁秋華

        【摘 要】LED是新一代的綠色照明光源,但其亮度和壽命會(huì)隨著結(jié)溫度的升高而降低,改善LED的散熱問(wèn)題亟需解決。本文以市場(chǎng)上兩款典型LED汽車前照燈為研究對(duì)象,利用UG建立其簡(jiǎn)化三維模型,并通過(guò)Ansys Fluent軟件進(jìn)行溫度場(chǎng)模擬,對(duì)比分析不同翅片厚度和間距對(duì)LED散熱性能的影響,從而找出其最優(yōu)翅片散熱器結(jié)構(gòu)。

        【關(guān)鍵詞】LED散熱器;數(shù)值模擬;結(jié)溫

        中圖分類號(hào): TN312.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào): 2095-2457(2019)22-0021-003

        DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.008

        0 前言

        發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)是當(dāng)今最具競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展前景的固體光源。LED的光電轉(zhuǎn)換效率為20%~30%,其余的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,如果這些熱量不及時(shí)散出去,LED結(jié)溫居高不下,將會(huì)產(chǎn)生光強(qiáng)減少、光譜偏移、色溫升高、使用壽命降低等一系列問(wèn)題,最終影響車燈的正常工作。因此,LED的散熱問(wèn)題[1]是LED車燈發(fā)展的應(yīng)用中亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

        目前市場(chǎng)上的大功率LED車燈產(chǎn)品基本都采用傳統(tǒng)的翅片被動(dòng)散熱方法。通過(guò)在基礎(chǔ)表面上擴(kuò)展表面,從而有效增加換熱面積,然后通過(guò)自然對(duì)流的方式將熱量散發(fā)出去。影響翅片散熱器散熱性能的因素多種多樣,包括有:總體結(jié)構(gòu)、厚度、高度、寬度、翅片間距以及材料等。散熱器的結(jié)構(gòu)無(wú)法統(tǒng)一,只能針對(duì)每種型號(hào)進(jìn)行單獨(dú)優(yōu)化。本文選取市面上兩款典型LED前照燈,采用數(shù)值仿真軟件Fluent進(jìn)行溫度場(chǎng)模擬。在自然對(duì)流條件下,對(duì)LED翅片散熱器進(jìn)行研究,對(duì)比分析不同的翅片厚度和間距對(duì)散熱性能的影響,找出其最優(yōu)翅片散熱器結(jié)構(gòu)。

        1 數(shù)值建模

        1.1 模型建立

        為分析大功率LED翅片散熱器的溫度場(chǎng)和流場(chǎng)分布,必須首先建立其模型。基于網(wǎng)格劃分和減少計(jì)算量的考慮,借助三維繪圖軟件UG對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化,去除了安裝卡扣、倒角、螺栓孔等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。圖1是三款LED前照燈散熱器幾何簡(jiǎn)化模型示意圖。

        1.2 網(wǎng)格劃分

        網(wǎng)格是CFD模型的幾何表達(dá)形式,網(wǎng)格質(zhì)量對(duì)CFD計(jì)算精度和計(jì)算效率有重要的影響。圖2為L(zhǎng)ED前照燈散熱器網(wǎng)格示意圖。模型網(wǎng)格通過(guò)ICEM繪制,采用非結(jié)構(gòu)化四面體網(wǎng)格,網(wǎng)格質(zhì)量均在0.3以上,說(shuō)明網(wǎng)格質(zhì)量?jī)?yōu)良。對(duì)LED芯片和PCB板進(jìn)行局部加密,同時(shí)對(duì)散熱器的上下投影空間的流體域進(jìn)行加密,以確保精確反映上浮氣流的流動(dòng)與換熱狀態(tài)。

        1.3 計(jì)算模型設(shè)置

        計(jì)算模型使用基于壓力方程的求解器,選用k-ε兩方程湍流模型[2],同時(shí)開啟Fluent中特殊計(jì)算選項(xiàng):full buoyancy effects(考慮全部浮力效應(yīng));enhanced wall treatment(強(qiáng)化壁面處理)。壓力方程選擇body-force-weighted來(lái)強(qiáng)化體積力在求解中的反映;氣體選用不可壓縮理想氣體,環(huán)境溫度25℃。兩組前照燈散熱器材料均為鑄鋁,PCB板的材料均設(shè)置為鋁基板。

        由于LED芯片的封裝材料導(dǎo)熱能力差,因此忽略封裝材料的散熱,以面熱源的形式模擬LED芯片發(fā)熱。將芯片與基板未接觸的壁面設(shè)置為絕熱壁面,將芯片與基板接觸的壁面定義為熱流壁面,不同型號(hào)LED芯片的熱流參數(shù)設(shè)置見表1。模擬出的LED芯片溫度為節(jié)點(diǎn)溫度Ts[3],需要按相應(yīng)的LED的熱阻值進(jìn)行計(jì)算,得出芯片結(jié)溫Tj。

        2 模擬結(jié)果及分析

        2.1 Ⅰ型前照燈散熱器結(jié)果分析

        圖3為Ⅰ型散熱器溫度云圖??梢钥闯?1顆LED芯片所處區(qū)域溫度分布各不相同,上半部分的溫度高于下半部分的溫度。一方面是由于上下部分LED顆數(shù)不同導(dǎo)致功率不同,另一方面是因?yàn)樽匀粚?duì)流氣流沿翅片向上運(yùn)動(dòng),散熱效果因此也就變差。圖4為Ⅰ型散熱器流場(chǎng)Z方向切面速度矢量及溫度云圖對(duì)比。右半部切面中貼近LED芯片處的氣流由于凹槽的阻滯作用使得對(duì)流帶走的熱量更少。因此,散熱器溫度最高值出現(xiàn)在上半部右側(cè)的凹槽附近。

        及溫度云圖對(duì)比

        圖5為不同厚度的翅片其LED芯片最高結(jié)溫隨翅片間距的變化曲線,當(dāng)然,散熱器的厚度和成本直接相關(guān),企業(yè)傾向于采用最低的制造成本來(lái)滿足車燈的散熱效果。

        綜合考慮散熱效果和成本,翅片間距小于9mm和翅片厚度大于2mm的設(shè)計(jì)是不可取的,最優(yōu)散熱結(jié)構(gòu)為:翅片間距9mm,翅片厚度1mm。

        2.2 Ⅱ型前照燈散熱器結(jié)果分析

        圖6為Ⅱ型散熱器溫度云圖。高溫區(qū)集中于PCB板前端以及散熱器底部正中的翅片處。從圖7的Z方向切面速度矢量和溫度云圖可以看出自然對(duì)流的主要?dú)饬髁飨?,從散熱器U型槽底部流向PCB板所在的熱區(qū),之后從散熱器的后方將熱量帶走。而散熱器上方翅片由于U型槽對(duì)氣流的阻擋,對(duì)流換熱弱于底部翅片。

        圖8為不同翅片厚度下LED芯片最高結(jié)溫隨翅片間距的變化示意圖。翅片間距10mm為L(zhǎng)ED芯片結(jié)溫的變化趨勢(shì)拐點(diǎn),10mm前結(jié)溫呈下降趨勢(shì),而10mm后結(jié)溫快速上升。因此Ⅱ型散熱器的最優(yōu)翅片間距為10mm。而翅片厚度方面,2.5-3.5mm的厚度反而散熱效果更好。

        3 結(jié)論

        本文選取市面上兩款典型LED前照燈為研究對(duì)象,采用數(shù)值仿真軟件Fluent進(jìn)行溫度場(chǎng)模擬,分析其自然對(duì)流流場(chǎng)流態(tài),對(duì)比不同翅片厚度和間距對(duì)散熱性能的影響。得出以下結(jié)論。

        (1)Ⅰ型前照燈LED散熱器:翅片厚度越薄,LED芯片結(jié)溫越低,最優(yōu)散熱結(jié)構(gòu)為:翅片間距9mm,翅片厚度1mm。

        (2)Ⅱ型前照燈LED散熱器:2.5-3.5mm的厚度散熱效果更好。翅片間距10mm為L(zhǎng)ED芯片結(jié)溫的變化趨勢(shì)拐點(diǎn)。最優(yōu)散熱結(jié)構(gòu)為:翅片間距10mm,翅片厚度2.5-3mm。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]黃型鋼.汽車LED前大燈光熱耦合散熱仿真分析研究[D].華南理工大學(xué),2018.

        [2]Fei C,Kai W,Zong Q,et al.Design method of high-efficient?LED headlamp lens[J].Optics Express,2010,18(20):20926.

        [3]王薇,樊洪明.基于平板微熱管陣列的大功率LED散熱技術(shù)[J].照明工程學(xué)報(bào),2018,v.29(04):88-94.

        猜你喜歡
        結(jié)溫數(shù)值模擬
        基于Vth和Vce的IGBT結(jié)溫測(cè)量方法對(duì)比研究
        采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與光譜參數(shù)的LED結(jié)溫預(yù)測(cè)
        基于Simulink的IGBT模塊的結(jié)溫計(jì)算
        張家灣煤礦巷道無(wú)支護(hù)條件下位移的數(shù)值模擬
        科技視界(2016年18期)2016-11-03 23:14:27
        張家灣煤礦開切眼錨桿支護(hù)參數(shù)確定的數(shù)值模擬
        科技視界(2016年18期)2016-11-03 22:57:21
        跨音速飛行中機(jī)翼水汽凝結(jié)的數(shù)值模擬研究
        科技視界(2016年18期)2016-11-03 20:38:17
        姚橋煤礦采空區(qū)CO2防滅火的數(shù)值模擬分析
        雙螺桿膨脹機(jī)的流場(chǎng)數(shù)值模擬研究
        科技視界(2016年22期)2016-10-18 14:53:19
        一種基于液壓緩沖的減震管卡設(shè)計(jì)與性能分析
        科技視界(2016年20期)2016-09-29 11:08:27
        基于驅(qū)動(dòng)電流切變的大電流下LED正向電壓-結(jié)溫關(guān)系檢測(cè)方法
        美女被强吻并脱下胸罩内裤视频| 欧美高h视频| 精品国产一区av天美传媒| 亚洲第一女优在线观看| 亚洲一区二区av天堂| 人妻制服丝袜中文字幕| 四虎永久在线精品免费一区二区| av网站在线观看亚洲国产| 国产av熟女一区二区三区密桃 | 亚洲精品国产成人AV| 免费 无码 国产在线观看不卡| 韩国精品一区二区三区| 国产杨幂AV在线播放| 最新日本免费一区二区三区| 五月开心六月开心婷婷网| 天天做天天爱夜夜爽毛片毛片 | 亚洲小说图区综合在线| 熟女人妇交换俱乐部| 好爽…又高潮了毛片免费看| 男女好痛好深好爽视频一区 | 日韩精品资源在线观看免费| 中文字幕人妻av四季| 精品露脸国产偷人在视频 | 亚洲人成人网毛片在线播放| 亚洲加勒比无码一区二区在线播放 | 国产特级毛片aaaaaa高潮流水| 最新在线观看免费的a站国产| 大尺度无遮挡激烈床震网站| 亚洲av无码片vr一区二区三区| 中文乱码字慕人妻熟女人妻| 精品一品国产午夜福利视频| 免费一区二区三区视频狠狠| 成在线人免费视频播放| 无码毛片高潮一级一免费| 日韩精品无码一区二区三区免费| 奶头又大又白喷奶水av| 久久久久亚洲av无码尤物| 91精品国产综合久久熟女| 欧美喷潮系列在线观看| 无码av天堂一区二区三区| 亚洲三级黄色|