基于软件仿真的LED照明设计与应用

发布时间：2020-10-27 18:06

　　 随着LED在技术上的不断突破和工艺上的逐渐完善,在深入人心的环保意识和能源紧缺的现实情况下,LED凭借其得天独厚的绿色、经济、智能等优势,在照明领域正逐步取代传统光源。但在应用中,单颗LED还不足以成为独立的照明光源,需要将多颗LED组合成阵列形式来使用,这就使得LED阵列光源的光学特性显得极为重要,另外LED作为新型光源在应用中取代传统光源还需要更多的理论支持与实践检验。本文通过仿真软件Tracepro对LED阵列模式进行优化研究,对比得到最佳阵列形式,还利用DIALUX光学软件对LED光源在地下车库中的应用进行了理论上的研究分析。 本文首先简要地介绍了LED的基础理论以及LED光源发展的历史与现状,然后详细介绍了照明光学中的非成像光学,为后面的光学设计奠定理论基础。为了阐明光学仿真模拟在LED照明光学系统设计中的作用与意义,还介绍了光线追迹的基础理论以及光学仿真的基本方法与形式。 本文的重点是通过在仿真软件Tracepro中建模LED光源,结合LED阵列的理论分析,分别对LED的方形阵列、阿基米德螺线阵列、3-6环形阵列及1-8式圆形阵列进行优化设计,并对其各自产生的光照度进行分析比较,最后得到一种最佳的阵列形式,为LED的照明光学提供一个设计上的参考。在第五章中利用光学设计软件DIALUX,分析研究LED光源在地下车库中的照明应用,首先从节能与智能控制两方面优势考虑,然后结合现有的LED光源,在DIALUX中进行仿真分析,其计算结果表明,LED光源应用于地下车库照明完全可行,而且能达到节能、环保、经济、智能的四重效果,其应用前景十分乐观。
【学位单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：TM923.34
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
        1.1.1 LED照明的历史与现状
        1.1.2 LED照明的应用及其发展前景
    1.2 LED的基础理论
        1.2.1 LED的发光机理
        1.2.2 LED的结构特性
        1.2.3 LED的光学特性
    1.3 本文研究的主要内容
第二章 照明光学系统设计理论
    2.1 非成像光学理论
        2.1.1 成像光学
        2.1.2 非成像光学
    2.2 照明光学的基础理论
        2.2.1 照明光学系统基本组成
        2.2.2 光度学基本理论
    2.3 本章小结
第三章 光学仿真设计理论及仿真软件
    3.1 光线追迹的基本原理
    3.2 蒙特卡罗方法
    3.3 光学仿真软件TracePro
    3.4 光学系统仿真的基本步骤
        3.4.1 一般照明光学系统仿真设计的基本步骤
        3.4.2 LED照明系统设计的一般步骤
    3.5 本章小结
第四章 LED建模与阵列模式的优化
    4.1 引言
    4.2 LED光源模型的建立与仿真
        4.2.1 光源建模的构成要素
        4.2.2 LED光源的建模
    4.3 LED阵列设计的基础理论
        4.3.1 单个LED的光照度分析
        4.3.2 斯派罗法则
        4.3.3 两个LED的光照度分析
    4.4 LED阵列模式的优化研究
        4.4.1 3×3方形均匀分布形式
        4.4.2 阿基米德螺线排列形式
        4.4.3 3-6环形分布形式
        4.4.4 1-8圆形均匀分布形式
    4.5 本章总结
第五章 LED在地下车库中的应用研究
    5.1 引言
    5.2 地下车库中的LED照明
        5.2.1 LED光源的节能与成本分析
        5.2.2 LED光源无辐射易控制
    5.3 基于DIALUX的地下车库LED照明设计
        5.3.1 地下车库在DIALUX中的3D建模
        5.3.2 灯具的选择及布置
        5.3.3 车库照明的仿真结果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与科研情况
致谢

【参考文献】

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本文编号：2858864