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基于CFD的LED阵列自然对流散热研究
  • ISSN号:1005-0086
  • 期刊名称:光电子-激光
  • 时间:2010
  • 页码:1758-1762
  • 分类:TN312.8[电子电信—物理电子学] TK172.4[动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]浙江大学信息学部,浙江杭州310027, [2]浙江大学工学部,浙江杭州310027, [3]中国计量学院光学与电子科技学院,浙江杭州310018
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61077035); 浙江省科技厅优先主题重点工业资助项目(2009C11032); 中国博士后科学基金资助项目(20090451471)
  • 相关项目:基于热声效应的功率型LED强化散热机理研究
中文摘要:

基于计算流体动力学(CFD)方法,分别采用带浮力修正的k-ε模型和P-1模型计算对流换热和热辐射,构建了包括LED固体部件和外部流体空间的全场三维数学模型。应用该模型对LED自然对流散热过程进行模拟,并通过物理试验验证了模型的有效性。计算表明,温度场与对流换热系数分布均具有各向异性特征,前者取决于芯片的功率密度和布设位置,而后者源于外部流体的流动状态。并且,辐射在整个散热过程中起着重要的作用,它不仅能减小热阻、降低结温,而且能弱化温度场的不均性、提高整体散热效率,在本文的计算条件下,辐射散热量占总散热功率的23.3%。

英文摘要:

Based on computational fluid dynamics(CFD) method,a full-field three-dimensional mathematical model of LED hardware and external fluid space are constructed and the natural convection and the radiation heat transfer are calculated by k-ε model with buoyancy correction and P-1 model,respectively.Simulations are carried out by this mathematical model and the obtained results are verified by physical experiments.The results show that the temperature field and the heat transfer coefficient are distributed anisotropically.The former is caused by the LED chip power density and spatial location,while the latter is resulted from the flow state of external fluid.Furthermore,the radiation plays an important role in the whole heat transfer process,which not only reduces thermal resistance and lowers LED junction temperature,but also weakens temperature field inhomogeneity and increases heat transfer efficiency.Under the calculational conditions in this paper,the radiaton heat transfer occupies 23.3% of the whole heat transfer.

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期刊信息
  • 《光电子.激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:天津市教育委员会
  • 主办单位:天津理工大学 中国光学学会
  • 主编:巴恩旭
  • 地址:天津市西青区宾水西道391号
  • 邮编:300384
  • 邮箱:baenxu@263.net baenxu@aliyun.com
  • 电话:022-60214470
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0086
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1182/O4
  • 邮发代号:6-123
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16551