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Elahi SmAutor o CoautorRomero IAutor o Coautor

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21 de noviembre de 2022
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Artículo
Sí

Grain growth competition during melt pool solidification — Comparing phase-field and cellular automaton models

Publicado en:Computational Materials Science. 216 - 2023-01-01 216(), DOI: 10.1016/j.commatsci.2022.111882

Autores: Elahi, SM; Tavakoli, R; Romero, I; Tourret, D

Afiliaciones

IMDEA Mat, Madrid, Spain - Autor o Coautor
IMDEA Materials Institute - Autor o Coautor
IMDEA Materials Institute , Universidad Politécnica de Madrid - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, ETS Ingn Ind, Madrid, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

A broad range of computational models have been proposed to predict microstructure development during solidification processing but they have seldom been compared to each other on a quantitative and systematic basis. In this paper, we compare phase-field (PF) and cellular automaton (CA) simulations of polycrystalline growth in a two-dimensional melt pool under conditions relevant to additive manufacturing (powder-bed fusion). We compare the resulting grain structures using local (point-by-point) measurements, as well as averaged grain orientation distributions over several simulations. We explore the effect of the CA spatial discretization level and that of the melt pool aspect ratio upon the selected grain texture. Our simulations show that detailed microscopic features related to transient growth conditions and solid–liquid interface stability (e.g. the initial planar growth stage prior to its cellular/dendritic destabilization, or the early elimination of unfavorably oriented grains due to neighbor grain sidebranching) can only be captured by PF simulations. The resulting disagreement between PF and CA predictions can only be addressed partially by a refinement of the CA grid. However, overall grain distributions averaged over the entire melt pools of several simulations seem to lead to a notably better agreement between PF and CA, with some variability with the melt pool shape and CA grid. While further research remains required, in particular to identify the appropriate selection of CA spatial discretization and its link to characteristic microstructural length scales, this research provides a useful step forward in this direction by comparing both methods quantitatively at process-relevant length and time scales.

Palabras clave

additive manufacturingalloycellular automataconverging dendritescrystal growth phase-fielddirectional solidificationinterfacemicrostructuremicrostructuresmodelingpredictionselectionsimulationtexture evolutionAdditive manufacturingCellular automataColumnar dendritic grainsCrystal growth phase-fieldMicrostructureModelingSolidification

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Computational Materials Science debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia Scopus (SJR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2023, se encontraba en la posición , consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Computer Science (Miscellaneous).

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir de las Citas Mundiales de Scopus Elsevier, arroja un valor para la media Ponderada del Impacto Normalizado de la agencia Scopus: 3.33, lo que 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:

  • Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions: 12.32 (fuente consultada: Dimensions Oct 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-10-29, el siguiente número de citas:

  • WoS: 7
  • Scopus: 25

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 2025-10-29:

  • 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: 32.
  • 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: 32 (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: 0.25.
  • 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 (ELAHI, SEYED MOHAMMAD) .