汽车LED前大灯光热耦合散热仿真分析研究
发布时间：2021-03-01 16:07
本研究先阐述了LED模组的光学设计原理及过程、散热设计基础,分析了一般的散热方式及其计算原理。以光热效应的微观原理为基础,通过研究不同基材、涂层材料和厚度下的反光杯零件的对光的吸收/反射作用效果。反光杯的镀铝涂层的导热系数与厚度有一定关系,论述其临界薄膜厚,分析反射涂层的不同厚度的热传导率。而对于透过性材料,从介质对对光的折射和吸收性,不同材料的透镜,对不同波长的光的选择性吸收也不一样。最后分别建立光学数学模型,传热学数学模型。对光学使用蒙特卡洛光线追踪法进行计算,求解出反光杯等光学器件上的能量分布,再把光学结果导入热学中进行耦合计算。并对实物进行温度测试,与模拟结果对比来检验计算的准确性。热学分析中加入光热效应分析可获得更精确的温度场。对其他方面都具有参考意义。1)粗略计算可不用把光热问题考虑进去。如果LED与零件的距离较远,在粗略的分析计算中,则可不考虑光辐射的影响。2)LED发光的空间能量分布的非均匀性,不能直接使用Fluent等软件,自身带有的辐射物理模型直接计算光带来的热影响。3)仿真分析与测试结果表明,反光杯上的温度分布是有一定梯度的,即温度分布上的“热点”。对反光杯的材料...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 LED在汽车照明上应用越来越广
1.1.2 LED大灯的散热性能尤为重要
1.1.3 CAE仿真不考虑光照射的热效应
1.2 国内外研究进展
1.2.1 汽车LED前大灯的设计方法
1.2.2 国内外在不同领域对光热效应的研究及成果
1.2.3 汽车LED前大灯的散热研究方法、现状和成果
1.3 主要研究内容和意义
1.3.1 主要的研究内容
1.3.2 拟解决的关键问题
1.4 技术路线
1.4.1 研究的总体思路
1.4.2 技术路线图
第二章 LED远近光模组的散热设计基础
2.1 LED远近光模组基本原理
2.1.1 LED远近光模组的基本结构
2.1.2 LED远近光模组的散热原理
2.1.3 LED前照灯光学设计原理
2.2 LED基本结构及原理
2.2.1 LED的内部电路结构
2.2.2 LED特性参数
2.2.3 光学特性
2.2.4 电学特性
2.2.5 热学特性
2.3 LED散热的一般结构
2.3.1 热传递的三种基本方式及原理
2.3.2 传导
2.3.3 对流
2.3.4 辐射
2.3.5 热阻计算（系统热阻网络）
2.4 本章小结
第三章 光热效应对零件的影响
3.1 光热效应产生的微观原理
3.2 反光杯零件涂层的热传导率和热扩散系数
3.3 不同基材、涂层材料和厚度下的反光杯零件的对光的吸收/反射作用效果
3.3.1 反射涂层的光学参数,材料和厚度对吸收率发射率的影响
3.3.2 基材对吸收率发射率的影响
3.3.3 反射涂层的厚度对热传导率和热扩散系数的影响及测定
3.3.4 光热效应产生的温度分布
3.4 不同材料的透镜对光的选择性吸收作用
3.4.1 常用的光学材料
3.4.2 透镜对光的折射
3.4.3 透镜对光的吸收
3.5 本章小结
第四章 LED模组的模拟分析及测试
4.1 LED模组的数学模型
4.1.1 散热模型
4.1.2 光学模型
4.2 仿真计算步骤
4.2.1 光学计算
4.2.2 热学计算
4.3 建立仿真模型
4.4 光学计算
4.5 划分网格
4.6 设置物理问题（物理模型、材料属性、域属性、边界条件）
4.6.1 计算LED功率
4.6.2 初始条件参数
4.6.3 边界条件
4.6.4 光热计算
4.7 仿真结果后处理
4.8 样品测试验证结果
4.9 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]线性菲涅尔太阳能系统光热耦合模拟方法研究[J]. 邱羽,何雅玲,梁奇,程泽东. 工程热物理学报. 2016(10)
[2]基于电流体动力学的LED前照灯散热[J]. 李小华,包伟伟,王静,李慧霞,蔡忆昔. 浙江大学学报(工学版). 2016(07)
[3]大功率LED灯具翅片式散热器结构分析与优化[J]. 李加,葛志晨,徐和辰,王伟华,何锦璇. 中国照明电器. 2016(03)
[4]基于热场分析的LED日间行车灯优化设计[J]. 周静,吴雪强,龙兴明. 发光学报. 2016(03)
[5]基于有限元方法的大功率LED灯具散热设计与分析[J]. 李加,葛志晨,徐和辰,王伟华,何锦璇. 系统仿真技术. 2016(01)
[6]覆铜板热导率测试方法的探讨[J]. 佘乃东,张华,叶晓敏. 印制电路信息. 2016(02)
[7]光热辐射技术测量钴涂层热学参数及厚度[J]. 吴恩启,徐紫红,GUO Xin-xin. 光电子·激光. 2015(08)
[8]热界面材料热导率和接触热阻的测试[J]. 袁超,段斌,李岚,罗小兵. 化工学报. 2015(S1)
[9]铝基覆铜板的热阻与导热系数测量方法研究[J]. 张诗娟,王勇涛,王文峰. 绝缘材料. 2015(04)
[10]真空镀铝膜在汽车灯具上的应用[J]. 陶永亮. 电镀与涂饰. 2014(13)
博士论文
[1]LED前照灯近光系统实现及散热机理研究[D]. 王静.江苏大学 2014
[2]LED光热结构优化设计[D]. 袁冬.华南理工大学 2013
硕士论文
[1]基于3ω法体块和薄膜材料热物性的研究[D]. 邓玉杰.南京大学 2016
[2]LED集成模组电热特性分析与散热仿真设计[D]. 郭海青.哈尔滨理工大学 2014
[3]LED汽车前照灯光学系统设计与实现[D]. 王丽君.华南理工大学 2012
[4]功率型LED热学建模与结温测试分析[D]. 张万路.复旦大学 2009
本文编号：3057714
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 LED在汽车照明上应用越来越广
1.1.2 LED大灯的散热性能尤为重要
1.1.3 CAE仿真不考虑光照射的热效应
1.2 国内外研究进展
1.2.1 汽车LED前大灯的设计方法
1.2.2 国内外在不同领域对光热效应的研究及成果
1.2.3 汽车LED前大灯的散热研究方法、现状和成果
1.3 主要研究内容和意义
1.3.1 主要的研究内容
1.3.2 拟解决的关键问题
1.4 技术路线
1.4.1 研究的总体思路
1.4.2 技术路线图
第二章 LED远近光模组的散热设计基础
2.1 LED远近光模组基本原理
2.1.1 LED远近光模组的基本结构
2.1.2 LED远近光模组的散热原理
2.1.3 LED前照灯光学设计原理
2.2 LED基本结构及原理
2.2.1 LED的内部电路结构
2.2.2 LED特性参数
2.2.3 光学特性
2.2.4 电学特性
2.2.5 热学特性
2.3 LED散热的一般结构
2.3.1 热传递的三种基本方式及原理
2.3.2 传导
2.3.3 对流
2.3.4 辐射
2.3.5 热阻计算（系统热阻网络）
2.4 本章小结
第三章 光热效应对零件的影响
3.1 光热效应产生的微观原理
3.2 反光杯零件涂层的热传导率和热扩散系数
3.3 不同基材、涂层材料和厚度下的反光杯零件的对光的吸收/反射作用效果
3.3.1 反射涂层的光学参数,材料和厚度对吸收率发射率的影响
3.3.2 基材对吸收率发射率的影响
3.3.3 反射涂层的厚度对热传导率和热扩散系数的影响及测定
3.3.4 光热效应产生的温度分布
3.4 不同材料的透镜对光的选择性吸收作用
3.4.1 常用的光学材料
3.4.2 透镜对光的折射
3.4.3 透镜对光的吸收
3.5 本章小结
第四章 LED模组的模拟分析及测试
4.1 LED模组的数学模型
4.1.1 散热模型
4.1.2 光学模型
4.2 仿真计算步骤
4.2.1 光学计算
4.2.2 热学计算
4.3 建立仿真模型
4.4 光学计算
4.5 划分网格
4.6 设置物理问题（物理模型、材料属性、域属性、边界条件）
4.6.1 计算LED功率
4.6.2 初始条件参数
4.6.3 边界条件
4.6.4 光热计算
4.7 仿真结果后处理
4.8 样品测试验证结果
4.9 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]线性菲涅尔太阳能系统光热耦合模拟方法研究[J]. 邱羽,何雅玲,梁奇,程泽东. 工程热物理学报. 2016(10)
[2]基于电流体动力学的LED前照灯散热[J]. 李小华,包伟伟,王静,李慧霞,蔡忆昔. 浙江大学学报(工学版). 2016(07)
[3]大功率LED灯具翅片式散热器结构分析与优化[J]. 李加,葛志晨,徐和辰,王伟华,何锦璇. 中国照明电器. 2016(03)
[4]基于热场分析的LED日间行车灯优化设计[J]. 周静,吴雪强,龙兴明. 发光学报. 2016(03)
[5]基于有限元方法的大功率LED灯具散热设计与分析[J]. 李加,葛志晨,徐和辰,王伟华,何锦璇. 系统仿真技术. 2016(01)
[6]覆铜板热导率测试方法的探讨[J]. 佘乃东,张华,叶晓敏. 印制电路信息. 2016(02)
[7]光热辐射技术测量钴涂层热学参数及厚度[J]. 吴恩启,徐紫红,GUO Xin-xin. 光电子·激光. 2015(08)
[8]热界面材料热导率和接触热阻的测试[J]. 袁超,段斌,李岚,罗小兵. 化工学报. 2015(S1)
[9]铝基覆铜板的热阻与导热系数测量方法研究[J]. 张诗娟,王勇涛,王文峰. 绝缘材料. 2015(04)
[10]真空镀铝膜在汽车灯具上的应用[J]. 陶永亮. 电镀与涂饰. 2014(13)
博士论文
[1]LED前照灯近光系统实现及散热机理研究[D]. 王静.江苏大学 2014
[2]LED光热结构优化设计[D]. 袁冬.华南理工大学 2013
硕士论文
[1]基于3ω法体块和薄膜材料热物性的研究[D]. 邓玉杰.南京大学 2016
[2]LED集成模组电热特性分析与散热仿真设计[D]. 郭海青.哈尔滨理工大学 2014
[3]LED汽车前照灯光学系统设计与实现[D]. 王丽君.华南理工大学 2012
[4]功率型LED热学建模与结温测试分析[D]. 张万路.复旦大学 2009
本文编号：3057714
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3057714.html
