以热传导流入肋片热量与通过空气与肋片间的对流所散出的热量及湿空气凝结所需热量之和相等作为条件, 构建了可以实际反映温室环境影响下的植物生长用LED灯具散热结构的温度分布模型。通过实验结合仿真模拟, 实现对温室环境的物理仿真模型的建立, 并以模型得到了灯具处于最为恶劣的工况下的空气物理参数。结合具体的空气物理参数以及所构建的数学模型, 计算出了悬挂在温室中部2.5 m高度处的150 W植物生长用LED灯具在最为恶劣的工况下的散热结构关键节点的温度数值, 并运用红外热像仪, 对关键温度节点进行了收集。数据表明, 计算值与实验值及仿真值的数值误差均不超过5%, 验证了模型的正确性, 对具体的植物生长用LED灯具的散热结构的设计具有积极的指导作用。

以通过热传导流入肋片热量与通过空气与肋片间的对流所散出的热量相等作为条件, 分别讨论翅片串接与翅片并接两种情形, 以热流传递的连续性作为关联条件, 并通过结构基座的温差及翅片顶端的热流为零这一求解条件, 推导出了整个散热结构的温度计算求解方程。并以某型铝制散热结构作为分析对象, 通过实验与仿真得到了该型散热结构关键节点的温度数值, 并与计算值进行了对比, 验证了所构建的计算模型的正确性。

为提高LED的散热性能, 研究了肋片截面形状及安装角度对LED散热性能的影响, 获得了较优的肋片横截面形状和最佳肋片安装角度。首先, 利用Matlab软件对矩形截面和三角形截面进行数值计算, 选择具有较优截面形状的肋片制作3个实物模型;接着, 通过温度场测试实验, 对3种不同肋片安装角度的模型进行温度场分析, 比较并利用Ansys仿真反求出各个模型的表面对流换热系数, 进一步验证安装角度对LED散热性能的影响;最终获得较优的肋片截面形状为矩形, 最佳安装角度为90°(即垂直于水平面)。