Dr. sc. Luka Balatinec radi kao viši asistent na Zavodu za energetska postrojenja, energetiku i okoliš, pri Katedri za turbostrojeve Fakulteta strojarstva i brodogradnje. Na toj je katedri radio i njegov mentor, prof. Hrvoje Jasak, jedan od najznačajnijih hrvatskih znanstvenika u području računalne dinamike fluida i koautor globalno poznatog softverskog paketa OpenFOAM. Luka danas, koristeći ovaj program, aktivno sudjeluje u domaćim i međunarodnim pionirskim projektima, a s jednakom strašću prenosi znanje studentima.

Najjednostavnije bi bilo Luku opisati kao strastvenog istraživača simulacija, no njegov je znanstveni put daleko više od toga. To je priča o mladom čovjeku koji je, zahvaljujući dvoje mentora i vlastitoj znatiželji, pronašao svijet u kojem može stvarati stvarne promjene. Priča je to o timu koji, tiho, bez velike buke, mijenja svijet – iz Zagreba, iz Hrvatske, za cijeli planet.

Što su računalne simulacije i zašto su Luki toliko zanimljive? Luka to objašnjava jednostavno:

„Simulacije imaju nevjerojatno široku primjenu – možemo simulirati strujanje vode u cijevima, rad pumpi, gibanje zraka kroz kompresore ili, recimo, strujanje vjetra oko zgrade. Mogućnosti su gotovo beskonačne. Sve to je važno kako bismo onda mogli napraviti učinkovitiji sustav.“

Upravo su takve raznolike primjene obilježile njegov dosadašnji znanstveni put. Tim s njegove katedre, primjerice, radio je simulacije strujanja zraka oko bolida Formule 1 u suradnji s Ferrarijem, kao i podvodnu dinamiku podmornica za NATO – uključujući analizu buke koju proizvode. Trenutačno su angažirani na složenim simulacijama izgaranja plina u termoelektranama te biomase u pećima, u suradnji s domaćim tvrtkama.

„Cilj simulacija nije samo razumjeti procese, nego i ponuditi konkretna inženjerska rješenja. Kod projekta biomase zanima nas kako konstruirati peć koja će omogućiti što učinkovitije izgaranje i izmjenu topline. U jednom takvom projektu pokrivamo dinamiku fluida, termodinamiku i mehaniku – to me privuklo simulacijama: ta širina i primjena znanja s cijelog studija.“

Gotovo svakodnevno Luka svjedoči novim i neočekivanim mogućnostima primjene simulacija. Upravo je pred njim i timom projekt koji zvuči kao da je iz dokumentarca o drevnim civilizacijama. U završnoj su fazi dobivanja međunarodnog projekta u suradnji s prestižnim sveučilištima poput Cambridgea i Stanforda. Tema: akustika egipatskih hramova. Pitanje koje žele istražiti glasi: Jesu li drevni Egipćani poznavali principe akustike i svjesno ih koristili u arhitekturi hramova i piramida?

 

„U tim hramovima prve dinastije postoje prostorije paralelne s glavnim komorama. Brojni su to tuneli, kanali i udubljenja. Naizgled nemaju neku funkciju, ali znamo da ništa u tim hramovima nije građeno bez svrhe. Pretpostavka je da možda imaju akustičku funkciju – da su pojačavali glas svećenika tijekom obreda. Mi ćemo pokušati simulacijama otkriti rezonantne efekte tih prostora i odgovoriti na pitanje jesu li te prostorije doista građene uz poznavanje akustičkih principa.“

 

Znanstvenici uključeni u projekt već imaju teorije, a arhitekt s kojim će na projektu surađivati smatra da su određene točke u prostorijama doista imale poseban akustički značaj. Luka se nada da će projekt jednog dana proširiti i na istraživanje akustike u drugim sakralnim građevinama (antički hramovi ili srednovjekovne te renesansne crkve).

„Znamo pouzdano da su Grci jako dobro poznavali akustiku, a sada pokušavamo otkriti koliko su znali i Egipćani. Ono što bih ja volio u nekom nastavku je istražiti kako su graditelji u srednjem vijeku koristili akustiku u crkvama. Znamo da su u katedralama iz tog razdoblja određene točke građene baš zato da pojačavaju zvuk. A da ne govorimo o renesansi, čiji su majstori doista znali kako najbolje iskoristiti akustiku prostora. Već se sada radujem otkrićima egipatskog projekta.““

 

Na projektu akustike hramova sudjelovat će i prof. Hrvoje Jasak, koji danas predaje na Sveučilištu u Cambridgeu. Dok je predavao na FSB-u, bio je mentor i Luki, kao i docentici Tessi Uroić, koja je danas na čelu grupe. Utjecaj prof. Jasaka na studente koji se bave simulacijama neizbrisiv je, i dalje surađuje s profesorima i studentima s Lukine katedre te nesebično dijeli svoje znanje. Luka o njemu govori s velikim poštovanjem i zahvalnošću – možda upravo zato što ga je upoznao gotovo slučajno, i to baš u trenutku kada se činilo da nikada neće pronaći svoje područje istraživanja.

„Nakon srednje škole želio sam imati što širi izbor. Čak i u matematičkoj – V. gimnaziji – izabrao sam opći smjer jer me zanimalo doslovno sve. Razmišljao sam o pravu, medicini, arhitekturi, strojarstvu...A budući da sam odmalena stalno nešto rastavljao i sastavljao, roditelji su mi savjetovali da pokušam sa strojarstvom. Tata je možda najviše navijao za FSB – mislim da ga je želio studirati, iako je na kraju završio pravo. S tatine strane gotovo su svi u nekoliko posljednjih generacija bili pravnici. No zato je kao hobi imao oldtajmere, i upravo sam tako proveo djetinjstvo popravljajući starodobna vozila. Zajedno smo popravljali aute i uz njega sam stekao svoju prvu tehničku izobrazbu. Iako je tata odličan odvjetnik, mislim da je uvijek malo žalio za tehničkom strukom. Zato sam mu posebno zahvalan što me potaknuo na taj put. Majka je završila arhitekturu, pa je zbog svoje tehničke pozadine često bolje razumjela što studiram i čime se bavim, što mi je puno značilo. A sestra je izabrala pravo – i apsolutno je briljantna!“

 

Prve dvije godine na FSB-u prošle su brzo, a onda se na višim godinama počeo pitati što zapravo želi. Strojarstvo nudi brojne atraktivne smjerove – od robotike do energetike – ali nijedan mu u tom trenutku nije bio "onaj pravi". Odabrao je procesno-energetski smjer, jedan od najzahtjevnijih, jer je tražio izazov. Nakratko ga je zanimala nuklearna tehnologija, posjetio je NE Krško, no ubrzo je shvatio da to nije ono što želi. Tako se, na višim godinama studija, zatekao prepun opcija – ali bez pravog smjera.

„Nisam znao hoću li ostati u Hrvatskoj ili otići van, ali sam znao da želim nešto što će me istinski zaokupiti. Na četvrtoj godini krenuo sam na vježbe iz kolegija o hidrauličkim strojevima – pumpama, kompresorima, vodnim turbinama – koje je vodila docentica Tessa Uroić. Bio je to zanimljiv predmet, a ja sam za jednu prezentaciju odlučio ne koristiti klasični PowerPoint, već alat koji zahtijeva programiranje. To je privuklo njezinu pažnju – pozvala me na razgovor i pitala zanima li me programiranje. Rekao sam da me to jako veseli – i od tog trenutka sve je krenulo. Prepoznala je moj talent i potaknula me da se razvijam u tom smjeru. Neizmjerno sam joj zahvalan na tome.“

 

Docentica Uroić mu je predstavila tim znanstvenika u grupi i projekte na kojima rade. Kad je vidio sve simulacije, znao je da je pronašao ono što traži. Pridružio im se odmah, a preko profesora Jasaka, koji je u to vrijeme još predavao na fakultetu, Luka je dobio priliku raditi na simulacijama koristeći upravo OpenFOAM – softver čiji je Jasak koautor i koji je postao temelj njegova budućeg rada. Uroić je vodila vježbe, Jasak predavanja – oboje su znanje nesebično dijelili, strpljivo odgovarali na pitanja i motivirali studente. Luka je, kako kaže, bio na izvoru znanja koje ima globalnu primjenu – i to ga je iznimno motiviralo.

 

„Prof. Jasak je nevjerojatan. Već nakon pet minuta shvatite da razgovarate s genijalcem. Među je 2 % najcitiranijih stručnjaka na svijetu, a ipak će sjesti s vama i sve vam strpljivo objasniti. Osim na stručnim kolegijima smjera, bio je predavač i na kolegiju o komunikacijskim vještinama – vrhunsko predavanje. No još važnije, zna svoje znanje prenijeti jednako nesebično. Docentica Tessa Uroić najbolji je primjer toga – izvanredna mentorica koja zna motivirati studente i gradi snažan tim.“

 

Nakon što je savladao rad s CFD-om i programiranjem u OpenFOAM-u, krenuli su i prvi ozbiljni projekti. Jedan od najvažnijih bio je projekt simulacije strujanja zraka kroz nosnu šupljinu, kasnije nominiran za Rektorovu nagradu.

 

„Ideja je došla od prof. Jasaka – uzeli smo snimku magnetske rezonance osobe s devijacijom septuma, izradili 3D model i simulirali disanje. Cilj je bio analizirati kako devijacija utječe na protok zraka. Napravili smo i tzv. 'digitalnu operaciju', gdje smo virtualno ispravili devijaciju i ponovno proveli simulaciju. Time smo željeli unaprijed procijeniti hoće li stvarna operacija imati učinka – prije nego što pacijent ode pod nož. To zapravo otvara mogućnost personalizirane medicine – gdje se na temelju skena i simulacija donosi odluka o opravdanosti nekog operativnog zahvata. Naši su rezultati pokazali veliki potencijal i otkrili kako protok zraka utječe i na druge dijelove sinusnog sustava, ne samo na nosni prolaz. Projekt je dobio Rektorovu nagradu, a meni je to bio znak da sam na pravom putu. Objavili smo i znanstveni članak koji se nastavljao na ovo istraživanje – bio je to prvi objavljeni rad u časopisu OpenFOAM Journalu.“

Rad u timu profesora Jasaka uključivao je raznovrsne projekte: simulacije brodova, vjetroturbina, pumpi, kompresora, automobila, pa čak i kretanje sedimenta u rijekama. Bilo je jasno da se simulacije mogu primijeniti gotovo posvuda, uz širok spektar inženjerskih izazova – što mu je omogućilo neprestano učenje i razvoj u različitim smjerovima. Zato se, nakon istraživanja protoka zraka u nosnicama, odlučio posvetiti nečemu dijametralno suprotnom.

 

„Iako sam za projekt iz područja medicine osvojio Rektorovu nagradu 2018. godine kad je došlo vrijeme za diplomski rad izabrao sam potpuno novu temu, kako bih proširio svoje znanje i iskustvo. Odabrao sam simulacije kontra-rotirajućih propelera na brodovima. Ideja je bila istražiti kako optimizirati protok i time uštedjeti energiju tijekom plovidbe. CFD simulacijama analizirali smo strujanje oko propelera, s ciljem povećanja učinkovitosti za vrijeme plovidbe. Iako sam se prije bavio medicinskim simulacijama, ova me tema privukla jer sam koristio iste metode – OpenFOAM i slične alate – samo u drugom kontekstu.“

 

Nakon završetka diplomskog rada znao je da želi ostati u tom području te je odlučio upisati doktorat. Dok je čekao službenu potvrdu, nekoliko je mjeseci dolazio na fakultet, sudjelovao u nastavi i radio na različitim simulacijskim projektima – među ostalim, na postrojenjima termoelektrana i toplana u Osijeku i Zagrebu. Istraživao je procese izgaranja i emisije CO₂ u plinskim postrojenjima, no sve je to bilo neslužbeno, dok nije dobio službeno radno mjesto asistenta.

 

„U tom razdoblju želio sam jednostavno učiti što više. Krajem 2019. započeo sam službeno s radom na doktoratu. U početku sam radio kao podrška na projektu simulacije kapljičastih goriva – to nije bila moja doktorska tema, ali sam se kroz taj rad uključio u svakodnevni razvoj numeričkih simulacija. Godinu dana kasnije uključio sam se u novi projekt, koji je proizašao iz suradnje profesora Jasaka i jednog američkog proizvođača aditiva i maziva. Istraživačko pitanje bilo je: možemo li simulacijom predvidjeti potrošnju materijala – primjerice kugličnih ležajeva – i utjecaj različitih maziva na tu potrošnju? Tako je započela moja doktorska tema. Nažalost, pandemija i zagrebački potres dodatno su usporili istraživanje – radili smo od kuće, pristup superračunalima bio je otežan, a profesor Jasak se trajno preselio u Englesku. Ipak, početkom 2021. situacija se st abilizirala, rad se ponovno intenzivirao, a ja sam 4. travnja 2025. uspješno obranio doktorski rad.“

 

Simulacije kojima se bavi Lukin odjel ovise o snazi računala – što su ona snažnija, to je moguće raditi kompleksnije i preciznije analize. Iako se ovakve metode razvijaju još od 60-ih godina, pravi su zamah dobile tek 90-ih. Danas su nezamjenjive u industriji, osobito ondje gdje su fizički eksperimenti preskupi – primjerice, testiranje protoka zraka oko aviona ili automobila, koje bi zahtijevalo izgradnju skupih zračnih tunela. Sve se to danas može simulirati na superračunalima uz korištenje numeričkih alata poput OpenFOAM-a.

„Ova tehnologija omogućuje simulacije aviona, podmornica, automobila, kao i drugih složenih sustava poput kemijskih reakcija u termoenergetskim postrojenjima, a s tim znanjem moguće je raditi u gotovo bilo kojoj industriji. U Hrvatskoj postoji svega nekoliko tvrtki koje se time bave – Rimac i manji specijalizirani timovi koje često vode bivši studenti profesora Jasaka. Mene zasad više privlači rad u akademiji. Iako sam imao priliku otići na doktorat u Cambridge, odlučio sam ostati u Zagrebu. Ovdje sam započeo svoje istraživanje i želio sam ga nastaviti razvijati u okruženju koje poznajem, stvarati nove projekte i prenositi znanje studentima. Docentica Uroić me podržala i potaknula da zajedno izgradimo novi tim koji će nastaviti rad profesora Jasaka – s novim izazovima, ali istim entuzijazmom.“

Zahvaljujući ugledu i uspjesima stručnog tima s FSB-a koji se bavi simulacijama, sve više studenata odlučuje se za ovo futurističko područje. S druge strane, gotovo kultni status profesora Jasaka privlači industrijske lidere i znanstvenike iz cijelog svijeta na svaki događaj koji organiziraju.

 

„Svake godine u rujnu članovi naše grupe odlaze na ljetnu školu programiranja, koju vode profesor Hrvoje Jasak i docentica Tessa Uroić. Škola se tradicionalno održavala u Zagrebu, no nakon potresa preselila se u Cambridge. Na radionici pomažemo u nastavi, držimo predavanja i pružamo podršku sudionicima. Radionice su namijenjene svima koji žele dublje ući u svijet numeričkih simulacija i programiranja – od doktoranada i profesora do stručnjaka iz industrije. Do sada smo ugostili sudionike iz automobilske industrije, osiguravajućih kuća, istraživačkih instituta i sveučilišta iz cijelog svijeta. Ove će se godine radionica ponovno održati u Zagrebu, što nam je osobito važno jer želimo ovu razinu znanja i iskustva približiti domaćoj akademskoj i stručnoj zajednici.“

Osim ljetne škole, svake se godine održava i međunarodna OpenFOAM konferencija. Nedavno je održana u Cambridgeu i Pekingu, ove godine bit će u Beču, a sljedeće se godine planira u Portugalu.

 

“Ime profesora Jasaka otvara mnoga vrata. Zahvaljujući njemu, ali i kolegici Uroić, pružaju nam se brojne prilike. Ipak, nismo skloni samopromociji pa se za nas ne zna onoliko koliko bi moglo – ni među studentima, ni u industriji. A šteta je – jer hrvatski tim, posebno na našem fakultetu, stoji rame uz rame s najboljima u svijetu kada je riječ o računalnim simulacijama. Na primjer, uz OpenFOAM često koristimo i vrhunski program CF Mesh, koji je razvio Franjo Juretić. Još jedno veliko ime o kojemu se premalo zna. Volio bih da više ljudi, posebno studenata i tvrtki, zna za nas – to bi otvorilo nove projekte, omogućilo nabavu moderne opreme i dodatno ojačalo naše istraživačke kapacitete. Ono što radimo doista je na svjetskoj razini – a događa se ovdje, kod nas.”

U vrijeme kada je Luka birao kojem će se području istraživanja posvetiti, informacije nisu bile toliko dostupne kao danas. Sretan je što mladi danas mogu unaprijed saznati sve što ih zanima i istražiti što im se nudi u svakom istraživačkom polju. Ugled i projekti katedre na kojoj Luka radi privlače samo najbolje studente, a one najuspješnije profesor Jasak kasnije pozove i na Cambridge.

 

“Nažalost, za profesora Jasaka i docenticu Uroić saznao sam tek na četvrtoj godini studija. Ovo je područje u kojem se spajaju mehanika fluida, termodinamika, programiranje i inženjersko razmišljanje, a istovremeno otvara vrata prema arhitekturi, povijesti, medicini i brojnim drugim disciplinama. Takva širina izazova zahtijeva stalno učenje i povezivanje znanja – što me posebno motivira. Sretan sam što sam dio uhodanog tima koji neprestano teži novim izazovima. Okružen sam vrhunskim mladim ljudima – studentima i kolegama – s kojima je pravi užitak raditi. Profesor Jasak to je najbolje sažeo kada je rekao da je predavao i u Zagrebu i na Cambridgeu, radio sa strancima i Hrvatima, i zaključio: naši inženjeri nisu ništa lošiji – dapače, često su spremniji uhvatiti se u koštac s problemima.”

Studentima koji razmišljaju o ovom području poručuje da su za uspjeh potrebni rad i odricanje. Nije lako, ali vrijedi. Na kraju ih čeka tržište rada puno mogućnosti – od manjih do velikih plaća, u Hrvatskoj i inozemstvu. Smjerova je mnogo, pa je i ponuda poslova šira – doista pravo obilje izbora.

 

“Volio bih da nam se više studenata pridruži, jer se zaista puno toga radi – i to na svjetskoj razini. Teme kojima se bavimo široko su primjenjive i možda nisu toliko ‘bombastične’ kao neka druga područja, ali upravo zato su izuzetno korisne. Naš fakultet može rješavati konkretne industrijske probleme i zato vjerujem da imamo ogroman potencijal. Zato ću zauvijek biti zahvalan ocu koji me usmjerio prema strojarstvu te majci koja me podržavala za vrijeme studija. A posebno me raduje mogućnost skorog projekta u Egiptu – time bih spojio svoju struku i majčinu ljubav prema arhitekturi.”

Luka je u područje simulacija ušao pukom slučajnošću, a akademski put ga u početku uopće nije zanimao. Titula i doktorat nisu mu bili cilj sami po sebi – već prilika da nauči što više o području koje ga istinski zanima. No strast prema simulacijama i sve što je putem naučio od vrhunskih profesora, mentora i stručnjaka i motiviraju ga da nastavi dalje.

 

“Naš fakultet može i zna. Ljudi nam dolaze s najrazličitijim pitanjima – iz medicine, industrije i arhitekture – i često im možemo pomoći. Imao sam i ja priliku otići, ali odlučio sam ostati. Jer želim stvarati ovdje. Jer ako svi odu – tko ostaje?”

 

Njegova priča dokazuje da se najveće prilike često kriju tamo gdje ih najmanje očekujemo – u projektima koje radimo iz čiste strasti. To nije samo priča o simulacijama. Nije ni samo o znanosti, softveru ili doktoratima. Ovo je priča o mladom čovjeku koji je, zahvaljujući dvoje izvanrednih mentora i vlastitoj znatiželji, pronašao svijet u kojem može stvarati stvarne promjene. Priča o timu koji, bez velike buke, mijenja stvari – iz Zagreba, iz Hrvatske, za cijeli svijet.