基于solidworksflowsimulation的led流体分析.pdf

基于solidworks flow simulation 的led 参数化研究 （佛山众泰信息技术有限公司） 摘要：本文针对led 灯的散热设计而进行cfd，在solidworks 的环境下对led 灯进行三维特征 建模，装配，采用无缝集成的流体分析软件flow simulation ，对整个led 模型进行有限 体积分的网格划分，温度分布分析和探测，以及参数化的研究。让工程师提前预知产 品的缺陷，直观清楚地看到散热效果，优化散热结构。从而缩短产品上市时间，降低 成本，组建企业led 的仿真实验室。 关键词：led flow simulation 流体 散热 佛山众泰 solidworks 随着电子产品的功能不断提升，体积不断缩小，经常工作在高温封闭的恶劣环境中，电 子产品的散热问题日益突出。跟据相关资料，由于散热问题导致的电子产品失效占到了 55% 。 电子元件的故障发生率是随工作温度的提高而呈指数关系增长的，研究资料表明：单个半 导体元件的温度每升高10℃，寿命减少一半。 软件介绍 solidworks flow simulation 为无缝嵌入solidworks 中的流体仿真软件，是新一代流 体动力学分析革命性工具。软件采用全新技术，专为从事与流体，换热相关产品开发的设计 工程师提供了神兵利器。 技术知识：热量传递的三种基本方式：导热、对流和热辐射。传热学基本原理——对流，对 流分为自然对流和强迫对流两大类。自然对流是由于流体冷、热各部分的密度不同而引起的。 强迫对流是由于泵、风机或其他压差作用所造成的。本例属于自然对流。 设置向导 设计参数 灯杯外壳 ABS 材料 散热片 纯铜 Pcb 板 FR4 铝基板 6061 铝 LED 灯 双热阻 0.5w 的热功率 总共12 颗 并与pcb 焊接，焊接缝隙为0.15mm 导热垫片 聚乙烯 环境温度 35℃ 运行结果：通过剖面视图查看到每个点的温度，探测到仪器很难侧到的位置 通过表面图可以查看到温度分布情况 通过流体轨迹可以查看到模型的热量是如何散出去 目标图：每个部位温度变化情况 LED1 LED2 PCB 温度 散热翅片 通过软件计算数据得出led 芯片LED1 跟 LED2 的最大温度为91.09℃跟91.06℃，PCB 板的最 大温度为54.50℃，散热翅片的最大温度值为67.67℃。 测试温度最大值℃ 软件计算温度最大值℃ Led 芯片1 87.2 91.09 Pcb 板 59.1 54.5 散热器 64.5 67.67 误差= （理论值-实质值x100% ； 从以上数据可以观察到，实际模型与分析模型结果很接近，最大误差 4.2% ，因此工程 上认为分 析是可靠的。 6. 结论 对于散热优化，一直是各 LED 产品制造商重点关注的问题，本文利用 CFD 软件 对模型求 解温度分布，结合对比实验找到了对散热器简化的新思路，得