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The authors would like to acknowledge the financial support received from the Spanish government AEI under Grant No. PID2020-115508RB-C22 (A3M) . The authors are also grateful to URJC for its support of the Cold-SAM project.

Análisis de autorías institucional

Garrido Maneiro, Miguel ángelAutor o CoautorAlonso, LAutor (correspondencia)Garrido, MaAutor o CoautorPoza, PAutor o Coautor

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27 de septiembre de 2022
Publicaciones
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Artículo
Sí

An optimisation method for the cold-spray process: On the nozzle geometry

Publicado en:Materials & Design. 214 (110387): 110387- - 2022-02-01 214(110387), DOI: 10.1016/j.matdes.2022.110387

Autores: Alonso, L; Garrido, M A; Poza, P

Afiliaciones

Rey Juan Carlos Univ, Dept Chem Technol Energy & Mech, C Tulipan Sn, Mostoles 28933, Spain - Autor o Coautor

Resumen

Currently, the cold-spray process, or simply cold spray, is an extensively used technique in coating appli-cations. The low temperature of the deposition process is the distinctive feature that makes it suitable for many additive manufacturing activities such as repair and restoration of damaged components. The reli-ability of the coatings is strongly dependent on the velocity of the powder during its impact on the target surface. Spraying conditions such as the pressure and temperature of the carrier gas and the geometry of the nozzle control the acceleration of the powder particles. Consequently, there is an increasing interest in the optimisation of nozzle geometry so as to maximise the acceleration of the particles through the nozzle path that they follow. In contrast with various extant approaches to achieve this aim (finite ele-ment modelling, experimental approach, and analytical methods), an alternative model based on the one-dimensional isentropic theory that accounts for the dynamics of the dilute two-phase flow was developed in this study. First, an analysis of the common hypotheses used to obtain the equation of motion of the particle was carried out. Subsequently, with the new insights revealed from the previous analysis, a new theoretical model for the optimisation of the divergent part of the nozzle was performed considering a geometric angle restriction. This model is based on the numerical integration of the equa-tion of motion of the particle, ensuring the maximisation of the particle drag force by means of the Lagrange multiplier method. Once the analytical model is formulated, a set of curves describing the opti-mal geometric parameters for different conditions is obtained. Moreover, some optimal geometries are presented demonstrating the low influence of the angle restriction. Additionally, the inversely propor-tional relationship between stagnation pressure and temperature is revealed. (c) 2022 Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (http:// creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

Palabras clave

Analytical modellingAnalytical modelsCoating applicationCold sprayCold spray processConditionDragEquation of motionEquations of motionFlowGas dynamic-sprayGeometryGun nozzleLagrange multipliersLows-temperaturesNozzle geometriesNozzle geometryNumerical methodsOptimal-designOptimisationOptimisationsOptimization methodParticle-velocityPressure and temperatureSpray nozzlesTemperatureTwo phase flow

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Materials & Design debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2022, se encontraba en la posición 65/344, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Materials Science, Multidisciplinary.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir de las Citas Mundiales proporcionadas por WoS (ESI, Clarivate), arroja un valor para la normalización de citas relativas a la tasa de citación esperada de: 1.02. Esto indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: ESI 14 Nov 2024)

Esta información viene reforzada por otros indicadores del mismo tipo, que aunque dinámicos en el tiempo y dependientes del conjunto de citaciones medias mundiales en el momento de su cálculo, coinciden en posicionar en algún momento al trabajo, entre el 50% más citados dentro de su temática:

  • Media Ponderada del Impacto Normalizado de la agencia Scopus: 1.26 (fuente consultada: FECYT Feb 2024)
  • Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions: 4.81 (fuente consultada: Dimensions Jul 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-07-10, el siguiente número de citas:

  • WoS: 14
  • Scopus: 16

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-07-10:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 47.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 54 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 1.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 1 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (Alonso San José, Luis) y Último Autor (Poza Gómez, Pedro Alberto).

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido Alonso San José, Luis.