Синтез структури вирішувача системи математичного моделювання OpenFOAM для аналіза теплового режиму світлодіодного світильника
Today LED lamps are used more and more widely in various fields of human activity. The operation of LEDs substantially depends on the thermal dissipation power and temperature. In this regard, one of the mandatory stages in the process of creating such lamps is the analysis of their thermal mode, wh...
Gespeichert in:
| Datum: | 2019 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers
2019
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2019.5-6.25 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Technology and design in electronic equipment |
Institution
Technology and design in electronic equipment| id |
oai:tkea.com.ua:article-117 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Technology and design in electronic equipment |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-05-30T19:26:08Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
світлодіодний світильник (LED) тепловий режим тепловідвід CFD-моделювання CAD/CAE-системи OpenFOAM laplacianFoam swak4foam |
| spellingShingle |
світлодіодний світильник (LED) тепловий режим тепловідвід CFD-моделювання CAD/CAE-системи OpenFOAM laplacianFoam swak4foam Trofimov, Volodymyr Sobianin, Igor Синтез структури вирішувача системи математичного моделювання OpenFOAM для аналіза теплового режиму світлодіодного світильника |
| topic_facet |
LED lamp thermal mode heat sink CFD simulation CAD/CAE systems OpenFOAM laplacianFoam swak4foam світлодіодний світильник (LED) тепловий режим тепловідвід CFD-моделювання CAD/CAE-системи OpenFOAM laplacianFoam swak4foam |
| format |
Article |
| author |
Trofimov, Volodymyr Sobianin, Igor |
| author_facet |
Trofimov, Volodymyr Sobianin, Igor |
| author_sort |
Trofimov, Volodymyr |
| title |
Синтез структури вирішувача системи математичного моделювання OpenFOAM для аналіза теплового режиму світлодіодного світильника |
| title_short |
Синтез структури вирішувача системи математичного моделювання OpenFOAM для аналіза теплового режиму світлодіодного світильника |
| title_full |
Синтез структури вирішувача системи математичного моделювання OpenFOAM для аналіза теплового режиму світлодіодного світильника |
| title_fullStr |
Синтез структури вирішувача системи математичного моделювання OpenFOAM для аналіза теплового режиму світлодіодного світильника |
| title_full_unstemmed |
Синтез структури вирішувача системи математичного моделювання OpenFOAM для аналіза теплового режиму світлодіодного світильника |
| title_sort |
синтез структури вирішувача системи математичного моделювання openfoam для аналіза теплового режиму світлодіодного світильника |
| title_alt |
Synthesising solver structure of the OpenFOAM mathematical modeling system for analysing thermal mode of LED lamps |
| description |
Today LED lamps are used more and more widely in various fields of human activity. The operation of LEDs substantially depends on the thermal dissipation power and temperature. In this regard, one of the mandatory stages in the process of creating such lamps is the analysis of their thermal mode, which is necessary for the development of a heat sink.In order to analyze the thermal mode and design the heat sink for powerful LED lamps, the authors synthesized the structure of the problem solver. The new structure was based on the structure of the basic laplacianFoam solver and the application of the swak4foam library functions, which is a part of the OpenFOAM computational fluid dynamics toolbox. The results of the thermal mode simulation of the LED thermal model (a plate with a rectangular heat source) obtained using a modified solver were compared with those obtained by the proprietary solver of the CAD/CAE SolidWorks system and those obtained by analytical computation. The data adequacy of the modified solver was estimated and its practical application verified.The thermal mode of the Samsung LC009D LED, which is placed on the flat-plate finned heat sink, was analyzed. The Kaufer 5204 glue ability to be used in such design with natural convection cooling of the heat sink was tested. The glue thickness was 0.1 mm and its thermal conductivity was 1,5 W/(m·K). The heat sink's heat transfer coefficient was 10 W/(m2·K). The paper presents corresponding temperature distributions and shows that the new technique can be used for solving problems that arise when designing LED lamps. |
| publisher |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers |
| publishDate |
2019 |
| url |
https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2019.5-6.25 |
| work_keys_str_mv |
AT trofimovvolodymyr synthesisingsolverstructureoftheopenfoammathematicalmodelingsystemforanalysingthermalmodeofledlamps AT sobianinigor synthesisingsolverstructureoftheopenfoammathematicalmodelingsystemforanalysingthermalmodeofledlamps AT trofimovvolodymyr sintezstrukturiviríšuvačasistemimatematičnogomodelûvannâopenfoamdlâanalízateplovogorežimusvítlodíodnogosvítilʹnika AT sobianinigor sintezstrukturiviríšuvačasistemimatematičnogomodelûvannâopenfoamdlâanalízateplovogorežimusvítlodíodnogosvítilʹnika |
| first_indexed |
2025-09-24T17:30:24Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:30:24Z |
| _version_ |
1850410210701606912 |
| spelling |
oai:tkea.com.ua:article-1172025-05-30T19:26:08Z Synthesising solver structure of the OpenFOAM mathematical modeling system for analysing thermal mode of LED lamps Синтез структури вирішувача системи математичного моделювання OpenFOAM для аналіза теплового режиму світлодіодного світильника Trofimov, Volodymyr Sobianin, Igor LED lamp thermal mode heat sink CFD simulation CAD/CAE systems OpenFOAM laplacianFoam swak4foam світлодіодний світильник (LED) тепловий режим тепловідвід CFD-моделювання CAD/CAE-системи OpenFOAM laplacianFoam swak4foam Today LED lamps are used more and more widely in various fields of human activity. The operation of LEDs substantially depends on the thermal dissipation power and temperature. In this regard, one of the mandatory stages in the process of creating such lamps is the analysis of their thermal mode, which is necessary for the development of a heat sink.In order to analyze the thermal mode and design the heat sink for powerful LED lamps, the authors synthesized the structure of the problem solver. The new structure was based on the structure of the basic laplacianFoam solver and the application of the swak4foam library functions, which is a part of the OpenFOAM computational fluid dynamics toolbox. The results of the thermal mode simulation of the LED thermal model (a plate with a rectangular heat source) obtained using a modified solver were compared with those obtained by the proprietary solver of the CAD/CAE SolidWorks system and those obtained by analytical computation. The data adequacy of the modified solver was estimated and its practical application verified.The thermal mode of the Samsung LC009D LED, which is placed on the flat-plate finned heat sink, was analyzed. The Kaufer 5204 glue ability to be used in such design with natural convection cooling of the heat sink was tested. The glue thickness was 0.1 mm and its thermal conductivity was 1,5 W/(m·K). The heat sink's heat transfer coefficient was 10 W/(m2·K). The paper presents corresponding temperature distributions and shows that the new technique can be used for solving problems that arise when designing LED lamps. Сьогодні в різних сферах людської діяльності все частіше застосовуються світлодіодні світильники, робота яких істотно залежить від теплової потужності розсіювання і температури. У зв'язку з цим, одним з обов'язкових етапів створення таких світильників є аналіз їхнього теплового режиму, необхідний для розробки конструкції тепловідводу. В даній роботі для аналізу теплового режиму та розробки конструкції тепловідводу теплонавантажуваного світлодіодного освітлювача синтезовано структуру вирішувача задачі, яка основана на структурі базового вирішувача laplacianFoam та функціях бібліотеки swak4foam системи математичного моделювання OpenFOAM. Проведено порівняння результатів моделювання теплового режиму теплової моделі світлодіоду у вигляді пластини з прямокутним джерелом тепла, отриманих з використанням модифікованого вирішувача, вирішувача проприєтарної CAD/CAE-системи SolidWorks і аналітичного рішення. Проведено оцінку адекватності даних, отриманих із застосуванням модифікованого вирішувача, і доведено можливість його практичного застосування. Проведено аналіз теплового режиму світлодіоду Samsung LC009D, встановленого на тепловідводі, який представляє собою прямокутну пластину, одна з поверхонь якої має на собі прямі ребра. Проведено дослідження можливості використання у подібній конструкції шару клею марки Kaufer 5204 товщиною 0,1 мм теплопровідністю 1,5 Вт/(м·К) в умовах природного повітряного охолодження поверхонь тепловідводів з коефіцієнтом тепловіддачі 10 Вт/(м2·К). Наведено температурні поля світлодіода та тепловідвода і показано можливість ефективного використання запропонованого підходу для вирішення практичних задач, яки виникають під час розробки світлодіодних освітлювачів. PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2019-12-26 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2019.5-6.25 10.15222/TKEA2019.5-6.25 Technology and design in electronic equipment; No. 5–6 (2019): Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature; 25-33 Технологія та конструювання в електронній апаратурі; № 5–6 (2019): Технология и конструирование в электронной аппаратуре; 25-33 3083-6549 3083-6530 10.15222/TKEA2019.5-6 uk https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2019.5-6.25/107 Copyright (c) 2019 Sobianin I. V., Trofimov V. E. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |