Prof. dr. Matevž Dular deluje na Fakulteti za strojništvo v Ljubljani, v Laboratoriju za vodne in turbinske sisteme. Leta 2017 je kot eden od redkih slovenskih raziskovalcev pridobil prestižna ERC sredstva za petletno bazično raziskovanje kavitacije in možnosti, ki jih ta ponuja pri čiščenju vode. Kljub mladim letom je že redni profesor, svoj doktorat je pridobil v pičlih treh letih, njegovo raziskovalno delo pa odlikujejo izkušnje iz tujine in industrije. Foto: Val 202

Dinamika tekočin je (upam, da ne bom koga užalil) eno najbolj zahtevnih, hkrati pa tudi najbolj estetskih področji strojništva. Turbulentni zvrtinčen tok je eno izmed redkih področij fizike, ki ga še vedno ne razumemo.

Čez palec bi lahko rekel, da sem z dinamiko tekočin obseden.

Ko kuham puding …

Včasih je težko, sicer bolj tistim, ki so z mano, kot meni … Pomivanje posode mi vzame nadpovprečno veliko časa, rad se potapljam, še raje pa potem spuščam mehurčke in jih opazujem. Ko kuham puding, komaj čakam, da začne brbotati, ko mešam čaj, gledam, kako se lističi naberejo na sredini skodelice, in potem počaaaaasi vlijem mleko, vedno porabim preveč medu … Všeč mi je pivo guinness, ker gredo mehurčki navzdol, vedno, ko grem po mostu čez Savo, mi pogled (predvsem pa možgani) odplava po brzicah …

Najprej sem mislil, da je z mano kaj narobe, a ko sem začel doktorski študij v Nemčiji, mi je bilo takoj jasno, da sem na pravem mestu: živo se spomnim slike z laboratorijskega izleta, ko kakih 15 sodelavcev nemo zre v reko …

»Najprej sem mislil, da je z mano kaj narobe, a ko sem začel doktorski študij v Nemčiji, mi je bilo takoj jasno, da sem na pravem mestu.«

Matevž Dular

Kako meduze uporabiti v industriji

Vsi vedo, da se precej ukvarjam s kavitacijo – nastajanjem mehurčkov zaradi znižanja tlaka. V resnici pa se je fokus mojih raziskav skozi leta precej spreminjal. Najprej sem se ukvarjal izključno s simulacijami dinamike tekočin, pred 15 leti sem raziskoval tok v mejni plasti (tok zraka tik ob krilih), potem me je začelo zanimati mešanje tekočin v kemijski industriji in posebne (nenewtonske) tekočine – recimo tok sirupa, šampona in zobne paste. Pa tok in strjevanje umetnih mas. Veliko sem raziskoval tok taline in razvoj ventilatorjev. Za oddih pa sem se lotil študije plavanja meduz.

Veliko študij, s katerimi smo se začeli ukvarjati iz čiste radovednosti, smo lahko aplicirali v industriji. Najbolj zgovoren je zagotovo primer meduze. Računalniški model, ki smo ga razvili za opis meduzinega gibanja, smo pozneje, v okviru projekta za večje slovensko podjetje, uporabili za napoved dinamike toka ob zapiranju ventilov.

Kavitacija in čiščenje

In zakaj se vedno vračam ravno h kavitaciji? Ker gre verjetno za najbolj kompleksen mogoč tip toka tekočine. Opraviti imamo z velikimi hitrostmi, turbulenco, z uparjanjem (nastajanjem mehurčkov), s kondenzacijo (izginjanjem mehurčkov), s prebijanjem zvočnega zidu, z majhnimi mehurčki, z velikimi mehurji, za konec pa jo moramo včasih preprečevati, saj lahko poškoduje stroj, po drugi strani pa lahko njeno prisotnost izkoriščamo za čiščenje.
V idealnem svetu smer raziskovanja v prvi stopnji določata radovednost in tok idej, ki jih dobiš pri delu in pri pogovoru s kolegi. V manj idealnem pa je vse skupaj odvisno še od toka denarja.

Skepticizem in denar

Žal v večini primerov še tako dobra ideja (sploh tiste najboljše) vodi do vrste neuspešnih poskusov, ki se sem in tja posrečijo in ti dajo motivacijo za nadaljnje delo. Tako sem leta 2011 na konferenci predstavil idejo o sočasnem opazovanju kavitacije in poškodb, ki jih ta povzroči. Skepticizem kolegov je jasno pokazal, da bo pot težka, rezultati pa, če nam uspe, prelomni.
Dela se je v okviru diplomske naloge najprej lotil perspektiven študent Martin Petkovšek. Prve uporabne rezultate smo dobili leta 2013, pripombe recenzentov so nam dale motivacijo za naprej in leta 2015 smo bili prepričani, da nam je končno uspelo. Od ideje leta 2011 do konca raziskave leta 2019 je Martin iz študenta postal docent.

»V večini primerov žal ne moremo slediti radovednosti – naš tok idej usmerja predvsem tok denarja.«

Matevž Dular

Naša zgodba jasno kaže, kako pomembno je nenehno financiranje v znanosti, brez tega ne bi mogel več let slediti radovednosti in želji po končanju študije, ki bo omogočila zanesljivejše in varnejše obratovanje turbinskih strojev v prihodnosti.

Ideje se porodijo tudi ob kavi

Enkrat smo med kavo debatirali, kako veliko raziskovalcev ne razume določene zakonitosti in jo interpretira čisto narobe. Padla je ideja za čisto preprosto serijo meritev in članek. Ker si znanstveniki radi grenimo (ali pa sladkamo, kakor vzameš) življenje, smo si zadali še en cilj – ali se da v kratkem času oddati članek. Od ideje do oddaje je trajalo 22, do objave pa 99 dni (vem – sem štel, ker imam rad številke). Članek smo objavili v reviji z najvišjim vplivom na področju, v manj kot dveh letih pa je bil citiran že več kot 40-krat. Postal je tudi ključni del prijave projekta ERC.

zManost: Prof. dr. Matevž Dular, Fakulteta za strojništvo UL