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基于Fluent的LED路灯模组散热仿真设计
基于Fluent的LED路灯模组散热仿真设计
摘要：
随着LED技术的不断发展，LED路灯在室外照明领域得到了广泛应用。然而，LED路灯在长时间使用过程中会产生较高的热量，如果散热不良，将会影响LED的寿命和光电性能。因此，针对LED路灯模组的散热问题进行研究具有重要意义。本文基于Fluent软件建立了LED路灯模组的三维仿真模型，并采用计算流体力学方法对模组的散热性能进行了分析和优化设计。通过对LED灯珠功率、材料导热系数、风扇线速度等参数的变化，得出了优化的散热方案，为LED路灯模组的设计提供了参考。
关键词：LED路灯；散热；仿真；Fluent
引言：
随着全球节能环保概念的不断普及，LED路灯作为一种高效、节能的照明产品被广泛应用于道路照明、园区照明等领域。然而，由于LED路灯具有高亮度和高功率的特点，长时间使用过程中会产生大量的热量。如果散热不良，将导致LED路灯的寿命缩短，光电性能下降。因此，LED路灯模组的散热设计对于其正常工作和长寿命具有重要意义。
方法：
本文通过Fluent软件建立了LED路灯模组的三维仿真模型。模型包括LED灯珠、散热器、风扇等组成部分。在仿真过程中，应用计算流体力学方法，对模组的温度分布和热流分布进行了分析。
首先，确定模型的边界条件。根据实际情况，设定LED灯珠的功率和散热器的导热系数，并将风扇的线速度设定为不同数值。
然后，通过设置网格参数，对模型进行网格划分。在仿真过程中，要保证网格划分的合理性，以获得精确的温度和热流分布结果。
接下来，通过求解控制方程组，得到模组的温度分布和热流分布。仿真结果将反映LED灯珠周围的最高温度、热流通量等信息。
结果与讨论：
通过对不同参数的变化进行仿真分析，得出了不同散热方案的优化结果。例如，当LED灯珠功率较高时，散热性能得到改善，温度分布更加均匀。当散热器的导热系数增大时，热量更快地传导到散热器上，降低了LED灯珠的温度。当风扇线速度增加时，能够有效增强散热效果，降低模组的温度。
结论：
本研究通过基于Fluent的LED路灯模组散热仿真，对LED路灯模组的散热性能进行了分析和优化设计。通过仿真分析不同参数的变化，得到了优化的散热方案。这些研究结果为LED路灯模组的设计和制造提供了参考，可以提高LED路灯的寿命和光电性能，进一步推进LED路灯在室外照明领域的应用。
参考文献：
[1]ZhangY,LiQ,XuD,etal.HeattransferanalysisofhighpowerLEDlamp[J].ProcediaEngineering,2012,29:1570-1574.
[2]WenjuanG,SongjiaoD,WangY,etal.NumericalinvestigationofanaircooledLEDpackagedesign[J].EnergyConversionandManagement,2019,202:112108.
[3]LiL,HuD,YangB,etal.Three-dimensionalthermalanalysisofahigh-powerLEDpackagewithconsiderationofabsorbedheatofthealuminumsubstrate[J].JournalofThermalAnalysisandCalorimetry,2020,141(2):865-876.