Szonokémiai numerikus számítások hatékonyságát növelő programkódot fejlesztett ki egy nemzetközi kutatói ösztöndíj révén a GPK szakembere.

„Ez a támogatás lehetőséget adott arra, hogy teljes mértékben a tudományos munkára koncentráljak, kiváló szakemberekkel dolgozhattam együtt és sokat tanultam tőlük, mindezt egy olyan inspiráló környezetben, ahol hallgatók, oktatók, valamint kutatók között a kölcsönös bizalom, egymás szakmai segítése és innovációra ösztönzése a jellemző” – fogalmazott Hegedűs Ferenc, a BME Gépészmérnöki Kar (GPK) Hidrodinamikai Rendszerek Tanszékének egyetemi docense, aki a koronavírus-járvány globális megjelenésével egy időben Humboldt-ösztöndíjasként töltött 9 hónapot a jeles göttingeni egyetemen. A szakember az akusztikus kavitáció egyik speciális területe, a szonokémia, valamint a nemlineáris dinamika és biofizika elismert kutatóival együtt nagyteljesítményű szonokémiai számítások és alkalmazások új lehetőségeinek kidolgozásában vett részt.

A GPK oktató-kutatója numerikus módszerekkel a folyadékokban megtalálható, ultrahang generálta mikronméretű kavitációs buborékokat, dinamikájukat és a belsejükben lezajló kémiai folyamatokat vizsgálja immáron több éve, Bolyai-ösztöndíjasként is ezzel foglalkozott. Göttingenben továbbgondolta elképzeléseit: buborékfelhők szimulációjára alkalmas programot alkotott a videokártyák (angolul graphics processing unit, GPU) által biztosított nagy számítási teljesítmény hatékonyabb kihasználására. „Ezekkel két évtizeddel ezelőtt még főként számítógépes játékok gyorsítása és a felhasználók vizuális élményének fokozása volt a cél, ám ma már teljesítményüket nagy számítási igényű feladatok megoldásában is bevetik” – ecsetelte az említett eszközök programozásával is foglalkozó kutató, aki differenciál egyenletek megoldására képes, grafikus kártyára készült, társaihoz képest sokkal gyorsabb szoftvert hozott létre (a program hivatalos honlapja: www.gpuode.com). A munka sikerét igazolta, hogy az első teszteredmények publikálását követően az innováció a nyílt forráskódú Julia dinamikus programnyelvhez íródott szoftvercsomag fejlesztőinek érdeklődését is felkeltette, mert a két programkód egyesítésével hamarabb lennének elvégezhetők egyes tudományos kutatások numerikus számításai. A GPK docensének eredeti törekvése is megvalósult: a videokártyáknál alkalmazott módszert kipróbálta a szonokémiában. Megállapításai szerint a tudományág az ipart segítheti: a szonokémiai technológiával szerves kémiai folyamatok hatékonysága növelhető (pl. gyógyszergyártásban), a szennyvízkezelés területén az erősen toxikus anyagok hatástalaníthatók, és ez az eljárás a rendkívül hatékony katalizátoroknak minősülő fém nanorészecskék gyártását is lehetővé teszi.

Tudományos publikációkban termékeny időszak van a GPK kutatója mögött: fogadóintézményével öt publikációt készítettek, és rangos folyóiratokba küldtek be. Ezek közül három már megjelent. Törekedett a szakmai kapcsolatépítésre is: figyelemmel kísérte a Müncheni Műszaki Egyetemen zajló kutatásokat, ahol egy több fázisú áramlásokat szimuláló programkódot fejlesztettek ki. „Szeretném a műegyetemi tanszéken zajló szonokémiai kutatásokban is alkalmazni az újonnan megismert módszert. Az eljárás meghonosításában reményeim szerint egy Erasmus-ösztöndíjas hallgatónk is részt vehet” – osztotta meg projektelképzeléseiről Hegedűs Ferenc.

„Élveztem és igyekeztem termékenyen kihasználni a Humboldt-ösztöndíj biztosította kutatási szabadságot, az oktatói és adminisztratív feladatoktól mentes alkotói időszakot. Megtapasztaltam a kollégák maximalizmusát és segítőkészségét: ahogy szakmai véleményükkel egymást támogatták a vizsgálatoktól kezdve az eredmények értékelésén át egészen a publikációk megszületéséig” – részletezte élményeit a GPK szakembere, aki külföldi tartózkodása alatt részese lehetett az egyetem távolléti oktatásra történő átállásának: „a nyugat-európai felsőoktatási intézményeknek is hihetetlen gyorsasággal kellett váltania a virtuális térben történő tudásmegosztásra, azonban senkinek sem szegte kedvét a vírus miatti veszélyhelyzet. Bár a munka sokszor home office-ban zajlott, az egészségügyi óvintézkedések betartásával sort tudtunk keríteni személyes megbeszélésekre is”.

Hegedűs Ferencnek a határátlépési korlátozások miatt egyszer meg kellett szakítania kinti tartózkodását, és a tervezetthez képest két hónapos csúszással fejezte be az ösztöndíjas időszakot. „Bízom benne, hogy a kint elért kutatási eredmények és az ehhez szükséges megélénkült szakmai kapcsolatok további, a Műegyetemnek is hasznos együttműködéseket generálnak” – zárta a bme.hu-nak adott interjút – hangot adva reményének – a GPK docense.

TZS-GI

Fotó: Takács Ildikó