AWK - Kurzeja, Patrick

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Dr.-Ing. Patrick S. Kurzeja

Dr.-Ing. Patrick S. Kurzeja

Institute of Mechanics
Department of Mechanical Engineering
Technische Universität Dortmund
Leonhard-Euler-Straße 5 | 44227 Dortmund
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„Nicht alle Fragen wurden beantwortet, aber zum Glück wurden einige Antworten in Frage gestellt.“
aus dem Englischen von „Terry Pratchett – Snuff“

Vita

Patrick Kurzeja (Jahrgang 1985), geboren in Gleiwitz und aufgewachsen am östlichen Rande des Ruhrgebiets, studierte und promovierte an der Ruhr-Universität Bochum im Fachbereich Maschinenbau (Diplom 2010 und Promotion 2013). Neben der Erforschung von Schallwellen in flüssigkeitsgefüllten Materialien führte das interdisziplinäre Interesse auch in die Mathematik (B. Sc. 2014) und zu Kooperationen in der Geophysik. Die Motivation für disziplinübergreifende Methoden wurde unterstützt durch Stipendien (Bronnbacher, Studienstiftung, DFG) und einen Sommeraufenthalt an der Princeton University. Aufbauend auf der Erfahrung für Gesteine, konnten während eines Postdoc-Jahres an der Harvard University (2015/16) weiche, instabile Polymerschäume akustisch charakterisiert und an der Universität Duisburg-Essen (2016/17) der Einfluss von selbstschwimmenden Mikropartikeln auf Flüssigkeitsströmungen untersucht werden. Aktuell modelliert Patrick Kurzeja an der Technischen Universität Dortmund das mechanische Verhalten von Grenzflächen, welche ihre ursprüngliche Rolle als Defekte auf kleinen Skalen ablegen und großes Potential bei der Beeinflussung der Gesamtstruktur haben.

 

Forschung

Die Dynamik von Festkörpern und Flüssigkeiten mit internen Oberflächen kombiniert theoretische Vorhersagen mit Computersimulationen und Experimenten. Ein Beispiel ist die Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Knochen oder Gesteinen. Ab einer bestimmten Frequenz löst sich die Flüssigkeit (z. B. Knochenmark) vom festen Rahmen (z. B. Knochenskelett) und erzeugt eine eigene Welle. Dies lässt Rückschlüsse auf die Größe von Poren oder Einlagerungen zu, ohne das Material zu zerstören. Extrem instabile Strukturen wie Gummischäume kollabieren zudem bei sehr kleiner Belastung. Dies wird in der Herstellung genutzt, um bestimmte Schallfrequenzen kontrolliert zu dämpfen. Noch instabiler sind die Suspensionen von Sand- oder Metallkörnern, welche, durch Wärme oder Magnetfelder stimuliert, so ausgerichtet werden können, dass sich das Reibungsverhalten ändert. Insbesondere Grenzflächen zwischen verschiedenen Materialien oder Zuständen spielen dabei eine dominierende Rolle, wenn man auf immer kleinere Skalen blickt. Denn für Mikro- und Nanostrukturen nimmt das Verhältnis von Oberfläche zu reiner Phase immer mehr zu, sodass sie etwa maßgeblich an der Aufnahme von Energie beteiligt sind.

 

Ausgewählte Publikationen

  • P. Kurzeja. The criterion of subscale sufficiency and its application to the relationship between capillary pressure, saturation and interfacial areas. Proc. R. Soc. A, 472, 2016. (doi:10.1098/rspa.2015.0869)
  • P. S. Kurzeja and H. Steeb. Variational formulation of oscillating fluid clusters and oscillator-like classification. I. Theory. Phys. Fluids, 26(4), 2014. (doi:10.1063/1.4871486)
  • Patrick S. Kurzeja and Holger Steeb. About the transition frequency in Biot's theory. J. Acoust. Soc. Am. (EL), 131(6):EL454–EL460, 2012. (doi:10.1121/1.4710834)