大功率LED具有高效、节能、环保以及寿命高的优点，被公认为下一代照明光源的理想替代者。为进一步实现“十二五”节能减排目标，2011年国家发改委联合多部委发不五年内逐步禁止出口、销售普通白炽灯的公告，这给国内LED照明行业带来了新的发展契机。

　　目前制约国内大功率LED灯具发展的一个重要因素就是封装散热问题，散热问题解决不好将导致器件波长漂移、颜色变化、发光效率下降、灯具失效以及可靠性降低等问题。因俄日解决大功率LED封装过程中的散热问题对国内LED照明企业发展意义重大。

　　目前对大功率LED灯具封装散热的研究已经渐成体系，大致可分为两大部分：LED芯片的散热封装和LED灯具外围组件的散热封装研究。LED芯片的最高温度称为结温，结温的高低往往成为衡量灯具散热效果的尺度。对LED芯片封装散热研究主要集中在LED芯片的结构以及电气连接引脚的位置等方向。对LED灯具外围封装组件的散热研究则主要从各组件包括陶瓷基板、PCB板、导热硅脂以及散热器的材料和结构入手展开。

　　在材料导热性能、结构尺寸、结温高低以及加工成本多种因素之间寻求一个最佳的结合点。然而以上研究的前提均假定LED灯具是在固定照射角下达到热稳定状态的。在实际的照明应用中，为了达到理想的照明效果，会将LED灯具设计成照射角度可调的结构。灯具在自然对流下热量的传递与换热表面的形状、大小、换热表面与流体运动方向的相对位置以及换热表面的状态都有着密不可分的关系。因此，不同的照射角度下的灯具散热效果截然不同。目前国内外主流科技文献在照射角度对大功率LED灯具散热的影响方面鲜有报道。

　　本文使用计算流体力学软件Fluent对一款大功率LED筒灯进行建模仿真，进而研究其搭配3种常见结构散热器在不同照射角度下的散热效果。整个系统设定为自然对流，大气压强为1标准大气压，环境温度设置为35°C。重力方向为Z轴正向，如图1所示。我们定义此时竖直向下照射时的照射角为0°角，若灯具绕Y轴方向旋转30°即照射角为30°，对此3种结构灯具在照射角0°~90°时的散热效果，找出每种结构的最佳照射角以及适合多种角度照射的最佳灯具结构。本研究中所涉及的材料参数如表1所示：