某LED球泡灯具热模拟计算

介绍：本文主要是对某一LED球泡灯具进行散热模拟分析，主要是模拟自然冷却情况下，灯具的热流分布情况，详细介绍了如何将灯具模型导入Icepak，如何设置相应的计算空间、求解的各种设置等等。

 热模拟步骤：

1、模型简化（本文使用DM来进行模型的修复及转化）

由于真实的CAD几何模型比较复杂，包含LED灯具的各种特征，因此需要简化修

复，如下图所示：

            

删除的部分特征有：

 删除散热器上部分倒角、安装孔等等。

2、将简化后的CAD模型导入Dm

打开Ansys Workbench平台，双击Geometry图标，双击Geometry的A2选项，打开Dm软件（省略了部分步骤）；

在DM界面下，点击File—Import External Geometry File，选择0701-LED.stp的CAD文件，在模型树下，选择Import，右键点击Generate，以完成CAD模型的导入。模型如下所示：

点击Electronics—Show ice Bodies，Dm将显示目前Icepak认可的几何，如下所示：

   

显示的几何体为LED灯封装部分，这些几何均为多边形，因此为Icepak认可的几何。

3、点击Electronics—Show CAD Bodies，Dm将显示目前Icepak不认可的几何。

                

点击Electronics—Simplify，在Details面板中，Select Bodies中，用鼠标左键+Ctrl，选择

上右图中的几何体，点击Apply（共6个体），也可以进行框选，选中后几何体会变成    

黄色，在Details 面板中，点击Apply，几何体会变成绿色。如下由图所示：

        

Simplification Type中选择的Level3，在Facet Quality中选择Very fine，其他选项均保持默认，然后在模型树下，选择Simplify，然后Generate。

继续点击Electronics—Show CAD Bodies，Dm将不显示任何几何体。

4、进入Workbench界面，双击Icepak软件，拖动A2至B2Setup，可将Dm中的几何体导入Icepak中，双击B2的Setup，可打开Icepak软件，软件显示如下：

  

5、选择所有的器件，右键创建装配体；双击Cabinet，打开其编辑窗口，按照下图

输入相应的尺寸，以设置此自然冷却的计算空间。点击属性面板，设置6个面均为Opening；

        

6、打开Basic parameters面板，按照下图进行设置，考虑辐射换热，选择DO模型，打开do模型后的Options，按照下右图设置；选择湍流模型，保持默认的0方程模型，设置相应的重力方向。

  

在Default values 和Transient setup面板中，按照下图设置：（设置重力方向的速度为0.15m/s，可以使自然对流的求解计算容易收敛）。

   

7、将模型树下装配体放置于模型的下1/4空间，如下图所示：

双击Assembly，打开其编辑窗口，按照下图设置相应的Slack空间，设置此区域的最大网格尺寸，点击Edit，设置装配体中各个器件的多级网格级数为2，勾选Set uniform params，点击Accept，Done。

8、打开划分网格面板，按照下图进行设置，点击Generate mesh，

总共划分了408174个网格，点击Display，可以显示不同体、切面的网格显示，

     

点击Quality，可检查网格的质量。

9、设置灯泡为Glass玻璃，设置PCB板为各向异性导热率（切向、法向不同），单颗LED热耗为1w，读者可根据自己LED的材料、热耗来进行输入计算。

10、打开Solve面板，点击Start solution，保持其他为默认的设置，进行求解计算。

11、后处理显示