본 논문에서는 FLUENT 소프트웨어의 응고/용융 모델을 통해 접촉각과 질량분율이 순수한 물과 염화나트륨 용액이 냉표면에서 얼어붙는 과정에 미치는 영향을 시뮬레이션하였다. 구리판을 친수성 표면으로, 나노막 표면을 소수성 표면으로 선택하여 다양한 표면 특성 조건에서 액적의 동결 과정을 실험적으로 연구하였다. 결과는 액적의 냉표면에서의 동결 특성이 접촉각과 질량분율에 관련이 있음을 보여준다. 용액의 질량분율이 일정할 때 접촉각이 작을수록 액적의 동결 속도가 빨라지고 완전 동결 시간은 짧아진다; 동결 과정 초기에는 접촉각이 작을수록 액적 밑부분의 온도가 낮다; 동결 시점이 같고 액적 높이가 동일할 때 액적 표면의 온도와 액상 비율은 액적 내부보다 낮다; 접촉각이 같을 때 용액의 질량분율은 액적의 동결 시작 온도와 반비례하고 완전 동결 시간과는 비례한다. 실험 결과와 시뮬레이션을 비교한 결과, 서로 다른 질량분율의 염화나트륨 액적이 접촉각 60°와 100°에서 동결 시간 변화 추세는 동일하지만 실험값이 시뮬레이션값보다 크다.

액적;동결;접촉각;질량분율