本期的LpR上出現(xiàn)了一個(gè)案例，設(shè)計(jì)了一款LED燈的散熱片。作者從仿生學(xué)的角度對(duì)散熱片設(shè)計(jì)提出了自己獨(dú)到的見(jiàn)解。
當(dāng)前LED照明給人的感覺(jué)是跟新技術(shù)，高科技，環(huán)保，高檔，這些詞聯(lián)在一起的。而市面上大多數(shù)的設(shè)計(jì)都是基于實(shí)用性的考慮，完全沒(méi)有考慮美感和協(xié)調(diào)感。比如這個(gè)：
看上去簡(jiǎn)單粗暴，鄉(xiāng)土氣息撲面而來(lái)，像是設(shè)計(jì)師剛從城鄉(xiāng)結(jié)合部大學(xué)深造回來(lái)后的作品。
更不用說(shuō)這款了，看上去讓人生理上嚴(yán)重不適。
當(dāng)然也有人意識(shí)到了這點(diǎn)，于是有的LED燈為了兼顧外形，不讓散熱片直接暴露在觀眾的眼皮底下，就設(shè)計(jì)了外層罩子，里面是散熱片，兩者兼顧。但是說(shuō)實(shí)話，這種設(shè)計(jì)的散熱效果是大打折扣。
于是問(wèn)題就變成了：如何設(shè)計(jì)一款漂亮的，性能優(yōu)越的并且與周遭環(huán)境和諧共存的LED燈的散熱片呢？
有人嘗試了。
世界上沒(méi)有無(wú)緣無(wú)故的愛(ài)，也沒(méi)有無(wú)緣無(wú)故的恨，更沒(méi)有無(wú)緣無(wú)故的設(shè)計(jì)，特別是對(duì)老外來(lái)講，假設(shè)這個(gè)散熱片是我設(shè)計(jì)的，老外問(wèn)我是根據(jù)什么來(lái)做的？我回答：我昨晚做夢(mèng)夢(mèng)到的。我覺(jué)得這個(gè)老外馬上會(huì)跳樓。
廢話少說(shuō)，這款散熱片是根據(jù)自然仿生學(xué)原理來(lái)設(shè)計(jì)的，原文里，作者提到了這個(gè)事實(shí)：大自然是神奇的設(shè)計(jì)師，經(jīng)過(guò)百萬(wàn)年的漫長(zhǎng)的進(jìn)化，人的血管回路，樹(shù)葉的葉脈和樹(shù)根的形狀都很相似，而且它們有一個(gè)共同的目的，就是為了用最少的材料來(lái)傳送最大的資源（營(yíng)養(yǎng)），所以血管，樹(shù)根的表面積是經(jīng)過(guò)大自然篩選過(guò)的，是能在最少用料情況下傳輸最大資源的。
講到這里，估計(jì)聰明的你已經(jīng)明白是怎么回事了。對(duì)的，就是你想的那樣！這個(gè)散熱片仿生的對(duì)象就是樹(shù)根和血管的枝杈形狀。
為了基于同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)比較，作者設(shè)計(jì)了一個(gè)限制條件：
- LED 發(fā)熱量7W 。
- 散熱片 尺寸限制：直徑50mm 高度50mm。
- 散熱片 核心的core 直徑 5x5mm 。
用CFD 計(jì)算比較結(jié)果如下：
3號(hào)設(shè)計(jì)的熱阻最小，即7個(gè)齒的散熱片效果最好。最差的5號(hào)設(shè)計(jì)比3號(hào)效果差12%。
為什么會(huì)有這個(gè)區(qū)別？
答案是因?yàn)樽匀粚?duì)流散熱下的LED燈具，其輻射和對(duì)流的換熱效率是需要平衡的，如果單獨(dú)強(qiáng)調(diào)面積，那么結(jié)果就是把翅片間距設(shè)計(jì)的很小，導(dǎo)致對(duì)流效果變差。反之，翅片間距過(guò)大，導(dǎo)致總面積減小，也達(dá)不到最佳效果，所以CFD的功能就在這里，我們可以通過(guò)它來(lái)甄選最優(yōu)方案。
此處可以參考這一篇博客，探討輻射和對(duì)流的關(guān)系。
把3號(hào)設(shè)計(jì)拿出來(lái)，單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)沒(méi)有叉齒的散熱片，且截面積與3號(hào)設(shè)計(jì)幾乎一樣（誤差<1%）。再比較它們倆的效果：
從圖上看，右圖設(shè)計(jì)齒間的風(fēng)俗比較均勻，且熱阻比左圖低了約8.3%。
最后，作者設(shè)計(jì)了這么一款概念產(chǎn)品，從性能和外觀上達(dá)到了平衡點(diǎn)。
希望以后的LED燈具設(shè)計(jì)越來(lái)越人性化，像蘋(píng)果手機(jī)一樣，把性能藏在設(shè)計(jì)背后。促使大家都使用LED燈具，希望這個(gè)行業(yè)盡快迎來(lái)春天。
