基于Flow_Simulation的LED照明燈具基于輻射散熱的簡化研究實驗

　　LED照明燈具基于輻射散熱的簡化研究實驗

　　摘要：本文從黑體輻射定律出發，基于商業CFD軟件SolidWorks Flow Simulation模擬計算，對某型LED燈具進行簡化設計，在保證燈具性能和可靠性的前提下大大降低燈具的重量、加工難度及成本。

　　關鍵詞：黑體 表面輻射率 LED 散熱器 CFD SolidWorks Flow Simulation 對流

　　LED Lamps’ Heat Sink Simplified by Thermal Radiation Research And Test

　　Abstract： Based on thermal radiation ， use the CFD soft ware SolidWorks Flow Simulation to calculate the model 。 Found the way to simplified the heat sink ， reduce the weight and cost.

　　Key Works： Black Body Surface Radiativity LED Heat Sink CFD SolidWorks Flow Simulation Convection

　　1. 引言

　　LED以其低功耗，長壽命和高亮度等特點備受矚目，正逐漸替代白熾燈和熒光管而成為第三代照明方式。各主要科技大國已經將LED照明項目納入其發展規劃。但LED要真正成為主流照明體，光學和散熱問題必須解決。目前LED燈具的光效率大概為60lm/W，和普通T5系列的節能燈差不多，少數能達到85~90lm/W，離真正意義上的節能還有很長的路。用于LED發光的能量只占輸入能量的15%左右，其余85%以熱能的方式散發，由于LED體積小，內部集成度高造成發熱量集中，若外部散熱條件不好，必然會使節溫上升，產生色溫漂移、加速芯片老化，縮短產品壽命。因此，散熱成為影響LED產品壽命及可靠性最關鍵的因素。

　　在考慮LED散熱問題時，主要有兩個途徑：首先，LED向散熱器的熱傳導過程；其次，散熱器在LED傳熱時達到穩態時向外界的散熱過程——對流與輻射。本文利用商業CFD軟件SolidWorks Flow Simulation對某型燈具設計進行簡化模擬分析，一改之前的模型樣機測試，降低開發成本和風險的同時，大大縮短了模型樣機制作的漫長周期，實現CAD與CAE的有機結合。

　　2. 原始模型的建立與分析

　　CFD軟件與SolidWorks 3D軟件之間是無縫連接，因此可以直接在SolidWorks中建立散熱模型。LED模型參數如表一：