Voxdale，總部位于比利時(shí)的工程咨詢公司，使用Flomerics公司的EFD.Pro CFD(計(jì)算流體動(dòng)力學(xué))軟件在一天內(nèi)解決二極管熱處理問題。原始樣本過熱問題致使裝置的發(fā)光效率和壽命極大縮小。Voxdale工程師們利用CFD計(jì)算結(jié)果僅在一天內(nèi)就重新設(shè)計(jì)了燈管罩殼，改善氣流，消除過熱，將燈具發(fā)光率和壽命提高到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
大功率LED的發(fā)明對于極大地節(jié)省住宅和商務(wù)樓照明電力潛力巨大。與白熾燈泡少于2,000小時(shí)的壽命相比，LED燈具的使用壽命從大約6,000小時(shí)到超過50,000小時(shí)不等。LED系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的最大挑戰(zhàn)無疑是熱設(shè)計(jì)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)LED的能量中有75%-85%轉(zhuǎn)換成熱量，并需要散熱。
“燈具系統(tǒng)生產(chǎn)商做了設(shè)計(jì)樣品，發(fā)現(xiàn)LED的溫度迅速達(dá)到其最高工作溫度，” Koen Beyers，Vodale總裁說：“廠商非常擔(dān)憂產(chǎn)品的面世時(shí)間。誰也不清楚到底要花多少時(shí)間去修改和重新測試樣品，直到解決問題，得到成功的設(shè)計(jì)。樣品測試最大的問題在于看不到問題所在，猶如跌入黑暗深淵。”
“過去，CFD軟件要求使用者具備深厚的流體動(dòng)力計(jì)算方面的基礎(chǔ)以保證求解結(jié)果的準(zhǔn)確性。”Beyers說：“最近，新一代CFD軟件出現(xiàn)，不再要求工程師掌握CFD計(jì)算部分的知識，而且使工程師能專注于產(chǎn)品流體動(dòng)力方面。我們使用的CFD軟件EFD.Pro，直接使用Pro/ENGINEER的CAD模型，自動(dòng)生成流體區(qū)域網(wǎng)格，管理流動(dòng)參數(shù)。”
Beyers利用EFD/ENGINEER為樣品建模，輸入CFD模擬所需的材料屬性和邊界條件。定義將CAD模型轉(zhuǎn)換為CFD模型所需的所有信息花費(fèi)了30分鐘。然后Beyers操作軟件對燈管罩殼周圍和內(nèi)部流場進(jìn)行網(wǎng)格劃分。仿真結(jié)果顯示原來的設(shè)計(jì)沒有足夠的散熱出口供燈管罩殼內(nèi)的氣流自由流動(dòng)。
Beyers修改了設(shè)計(jì)，在保持燈具美觀要求的情況下增加散熱口區(qū)域。他的新設(shè)計(jì)既保證了氣體在罩殼內(nèi)停留足夠的時(shí)間，又?jǐn)U大了氣體的流動(dòng)。他還嘗試一些不同的散熱片，優(yōu)化模型，達(dá)到減小氣流出口面積的目的。新設(shè)計(jì)滿足了客戶所有的要求。
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