功放音響散熱器廠：散熱器對(duì)流數(shù)據(jù)的探究
　 散熱器數(shù)值計(jì)算模型示意圖為了滿足散熱器自然對(duì)流耦合計(jì)算的準(zhǔn)確性，空氣流動(dòng)域必須取得足夠大，大空間才能適用壓力入口邊界條件。但是計(jì)算域太大，散熱器周?chē)忠笞銐蛎艿木W(wǎng)格，會(huì)造成劃分的網(wǎng)格太多，計(jì)算機(jī)資源（內(nèi)存、CPU）不足，計(jì)算太慢等問(wèn)題。所以我們需要將計(jì)算域采用多層網(wǎng)格畫(huà)法。這樣散熱器和散熱器附近的空氣流動(dòng)區(qū)域可以采用較小的網(wǎng)格單元間隔來(lái)劃分，離散熱器較遠(yuǎn)的空氣流動(dòng)區(qū)域可以采用疏網(wǎng)格。這樣能減少計(jì)算量，縮短計(jì)算時(shí)間。
　　 計(jì)算方法散熱器基板底面不斷地提供熱量，基板和散熱器肋片結(jié)合處為導(dǎo)熱對(duì)流換熱的耦合問(wèn)題，肋片與周?chē)諝獍l(fā)生自然對(duì)流換熱。因此，近似地把問(wèn)題看作是三維、穩(wěn)態(tài)、常物性、有內(nèi)熱源的導(dǎo)熱和對(duì)流換熱的耦合問(wèn)題。計(jì)算過(guò)程中由溫差引起的輻射換熱忽略不計(jì)，由于溫差而引起的浮生力作用，在計(jì)算中引入了Boussinesq假設(shè)：1）流體中的粘性耗散項(xiàng)忽略不計(jì)；2）除密度外其他物性皆為常數(shù)；3）密度僅考慮動(dòng)量方程中與體積力有關(guān)的項(xiàng)，其余各項(xiàng)中的密度作常數(shù)處理。數(shù)值計(jì)算時(shí)，散熱器和大空間采用整場(chǎng)離散，整場(chǎng)求解方法，把固體和流體中的熱傳遞過(guò)程組合起來(lái)作為一個(gè)統(tǒng)一的傳熱過(guò)程來(lái)求解。
　　 散熱器的基板底面在浮力的作用下，擾流冷卻散熱器的時(shí)候，空氣直接從散熱器四周往上走，卻不能進(jìn)入散熱器肋片間對(duì)散熱器進(jìn)行冷卻。在電加熱板的加熱量與散熱器的散熱量平衡時(shí)，散熱器肋片都成了等溫壁面。速度又是由溫度差引起的，速度小導(dǎo)致空氣的浮生力小于粘性力。散熱器周?chē)睦淇諝鈴纳崞魉闹芡线\(yùn)動(dòng)，到最終混為一起的時(shí)候，在散熱器肋片的上方形成了一個(gè)很大的滯流區(qū)域。從X－Z面的速度矢量圖可以看出在肋片方向上的滯流區(qū)域里的兩端形成了兩個(gè)小渦，阻止了周?chē)諝膺M(jìn)入散熱器肋片里。又因?yàn)樵谡承粤Φ淖饔孟?，這個(gè)滯流區(qū)域里空氣流速非常小，所以在這樣的結(jié)構(gòu)下，散熱器的肋片就沒(méi)有充分發(fā)揮出自然對(duì)流的散熱效果。
　　 散熱器新結(jié)構(gòu)示意圖為了分析新結(jié)構(gòu)散熱器的散熱能力，對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算可靠性，所以我們采用同樣的數(shù)學(xué)模型、網(wǎng)格劃分、計(jì)算方法和邊界條件來(lái)數(shù)值計(jì)算分析，這樣省時(shí)，高效，成本低。在相同功率下，雖然基板底面受熱面積有所減小，底面單位熱流密度有所增加。但是散熱器的基板底面最高溫度依然比原模型降低了5℃。
　　 結(jié)論本文運(yùn)用Fluent軟件對(duì)大功率LED路燈散熱器在大空間中自然對(duì)流冷卻進(jìn)行了耦合數(shù)值計(jì)算。對(duì)其散熱過(guò)程進(jìn)行了分析，得出了如下結(jié)論：（1）數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好，說(shuō)明本文計(jì)算方法的可靠性；（2）數(shù)值計(jì)算比實(shí)驗(yàn)?zāi)芨谩⒏茖W(xué)、更方便地分析散熱器的散熱過(guò)程；（3）本文設(shè)計(jì)的散熱器新結(jié)構(gòu)，讓空氣在散熱器中間實(shí)現(xiàn)上下流通，增加空氣流通量，降低了基板底面溫度，提高了肋片平均換熱系數(shù)；（4）底面加工間距對(duì)散熱器散熱能力有顯著影響。

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