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LED车灯散热器仿真分析关键技术研究
| 论文题名： | LED车灯散热器仿真分析关键技术研究 |
| 关键词： | 汽车;发光二极管车灯;风冷散热器;仿真分析 |
| 摘要： | 由于目前半导体制造技术的工艺水平限制，导致大功率LED车灯稳定工作时温度较高。LED车灯温度过高会导致LED发光效率降低，使用寿命缩短，失效等问题。因此为大功率LED车灯添加散热装置显得尤为必要。 本文以传热学、计算流体力学等学科知识为理论基础，针对大功率LED车灯的散热问题，使用理论分析、有限元仿真和实验验证等方法进行了如下的研究工作: (1)自然对流散热条件下的LED车灯翅片散热器的仿真建模方法研究。针对一款现有的LED近光灯翅片散热器，通过合理简化，对其建立热传导仿真模型，获得LED车灯稳定工作时翅片散热器的温度场分布。 (2)强制对流散热条件下的LED车灯风冷散热器的仿真建模方法和散热性能研究。研究风冷散热器的仿真建模方法，获取车灯点亮工作时风冷散热器周围流场及温度场的分布。研究风扇风量和LED功率等参数对风冷散热器散热性能的影响，为LED车灯风冷散热器的设计提供参考。 (3)提出了一种LED车灯风冷散热器热分析的等效建模方法。通过研究风扇风量与对流换热系数之间的关系，给出了风冷散热器等效建模分析表。在设计同类型风冷散热器时，使用等效建模分析表，提高风冷散热器的设计和仿真效率。论文对一款实际LED车灯进行了仿真分析，说明了风冷散热器简化建模方法的适用性。 (4)针对实际车灯工作环境下多个散热器同时工作散热不佳的问题，给出了采用散热风源对多个散热器进行散热的解决方案，建立了LED车灯散热原理模型用来模拟车灯工作环境。考虑风扇在车灯散热模型中位置和转角等因素，建立了风源参数的优化数学模型，使用正交优化的方法，获取最佳风源参数组合。 (5)设计实验方案，搭建实验平台，对一款现有的LED车灯散热器进行温度场检测。通过误差分析，验证散热器仿真建模方法的合理性。 综上所述，本文主要研究了大功率LED车灯两种常见散热装置（翅片散热器和风冷散热器）的仿真建模方法，分析了LED车灯稳定工作时两种常见散热器的散热效果，重点研究了LED车灯风冷散热器的散热性能、简化建模方法以及多个散热器的风源参数的优化设计数学模型。总之，本文的研究工作有利于提高大功率LED车灯的开发质量和开发效率。 |
| 作者： | 朋亚 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 刘红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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