大功率LED路灯因其体积小、寿命长及节省能源等优点在照明领域得到广泛应用,但体积小的同时散热问题成为阻碍其发展的关键因素。因自然对流换热相比于强制对流换热更具经济性及稳定性,本文提出一种具有烟囱效应的散热器结构并采用数值模拟方法研究其换热特性。文中首先提出散热器数值模型及边界条件,并选取其他学者已做的实验来对比验证,结果显示两者所得结论基本吻合。其次在相同热源、质量、材料情况下对比研究了烟囱效应散热器与普通平直肋片散热器。针对烟囱效应散热器的单体肋片,首先研究了其顶端开孔比例对散热效果的影响；其次,研究了肋片在同一宽度条件下高度变化对散热效果影响；再次,针对同一基板研究肋片分布密度对散热效果的影响。由于在实际应用中照明设备不可避免的带有一定倾斜角度,本文针对这一问题一方面研究了普通平直肋片在固定倾角下自身旋转角度对散热影响,另一方面将烟囱效应散热器与普通平直肋片散热器进行对比,研究它们在相互垂直的两个方向上倾角对散热的影响。计算结果表明：烟囱效应散热器相比于同规格普通矩形散热器可有效降低基板温度。在研究顶端开孔比例时发现较大热流密度下不同的开槽比例使基板温度变化曲线产生明显峰值,但在较小热流密度下基板温度变化曲线基本为一直线。肋片高度变化模拟结果显示当肋片高度由150mm增高到270mm过程中,散热器整体体积增加了原来的80%,但温度降低却仅为1.5℃。在研究肋片分布密度时发现烟囱效应散热器随着肋片分布密度增大,其基板温度起初迅速降低,当达到临界密度时温度缓慢升高并达到初始水平,同时与之对应的普通矩形肋片初始阶段基板温度降低较为缓慢且临界峰值向较大分布密度方向移动。在同一倾斜角度情况下,随着普通平直肋片旋转角度的变化使基板温度降低9℃且相应Nu数增大了15.96%。烟囱效应散热器与普通矩形肋片散热器在X-Y、Y-Z两个平面内倾斜过程中初始阶段后者温度变化均比较缓和,与此同时前者相对于后者温升较快并逐渐超越后者,但当基板相对水平面的倾斜角度达到一定角度时,普通矩形肋片散热器的基板温度急剧增高并很快超越同倾斜角度的烟囱效应散热器。综上所述,散热器的设置方式是影响散热器性能的主要因素之一,且具有烟囱效应的结构设计能有效改善流场流动从而增强换热。