الماء الذي يركد عند حواف أنبوب التصريف يتوقف عن التدفق تمامًا مع مرور الوقت. وكذلك الحال في القسطرة التي تصرف السائل الزائد من دماغ الطفل: إذا كان التدفق عند جدران الفتحات ضعيفًا جدًا، تبدأ الخلايا في النمو هناك وتنسد الأنبوبة. هذا هو السبب الرئيسي للعمليات المتكررة لدى الأطفال المصابين باستسقاء الدماغ، حيث تفشل نسبة تتراوح بين 11% و25% من التحويلات خلال السنة الأولى، وخلال 10 إلى 15 سنة يحتاج ما بين 20% و84.5% من المرضى إلى مراجعات.
بنى المهندسون نموذجًا حاسوبيًا للبطين الدماغي على شكل أسطوانة بارتفاع 60 مم وقطر 30 مم، ووضعوا بداخله قسطرة قريبة بقطر داخلي 1.3 مم وسماكة جدار 0.6 مم. تمت محاكاة السائل الدماغي الشوكي كالماء العادي بكثافة 1000 كجم/م³ ولزوجة 1 مللي باسكال·ثانية عند درجة حرارة الجسم 310 كلفن، واعتُبر التدفق صفحيًا (laminar) بسبب السرعات المنخفضة. تم ضبط فرق الضغط على 10 مم زئبقي (حوالي 1333 باسكال)، كما هو الحال في التحويلة الحقيقية. ثم تم حل معادلات حركة السائل في برنامج COMSOL وحساب كمية السائل المار عبر كل فتحة وقوة الاحتكاك المؤثرة على جدرانها الجانبية.
اتضح أن التصريف يتحكم فيه الزوج السفلي من الفتحات. فعند زيادة المسافة العمودية بين هاتين الفتحتين من 0.5 إلى 2 مم، يزداد التدفق الكلي بنسبة 22.2%، ويزداد متوسط إجهاد القص الجداري على جدرانهما الجانبية بنسبة 18.8%. أما إذا تم إزاحة الفتحات العلوية طوليًا على طول القسطرة، فإن التدفق يتغير بنسب لا تتجاوز وحدات قليلة. هذا يعني أن الفتحات السفلية تعمل كبوابة رئيسية: فهندستها هي التي تحدد ما إذا كان التدفق قويًا بما يكفي لجرف الخلايا.
التصميم النهائي بفتحتين مخروطيتين بقطر 0.5 مم في أربعة صفوف وبمسافة 1.4 مم أعطى إجهاد قص جداري على الجدران الجانبية السفلية أعلى بـ 30 مرة من ذلك الموجود في تجويف القسطرة. هذا يشبه الفرق بين تيار قوي عند الشاطئ وحركة ماء بالكاد تُلاحظ في منتصف النهر. هذا الفرق هو الحماية: فالخلايا لا تستطيع الالتصاق حيث يكون التدفق أقوى.
قبل هذه الدراسة، لم يكن واضحًا أي معلمات الفتحات هي الأكثر أهمية لمنع الانسداد. الآن أصبح واضحًا: المسافة العمودية بين الفتحتين السفليتين هي الرافعة الرئيسية، بينما الإزاحات الطولية للفتحات العلوية غير مجدية تقريبًا. وهذا يفتح طريقًا مباشرًا للمهندسين: يمكن توسيع المسافة بين الفتحات السفلية، وتقليل قطرها إلى 0.5 مم وجعلها مخروطية، وضبط معدل التدفق الكلي بالصمام. عندها لا يركد الماء عند حواف الأنبوب، وتدوم القسطرة لفترة أطول.
تبين أن قطر فتحة الصمام الذي يضمن التصريف المطلوب يبلغ حوالي 0.17 مم، وهو ما يعادل تقريبًا سمك شعرة الإنسان. في حين بلغ الحد الأدنى لحجم عنصر شبكة الحساب 0.021 مم، أي أصغر بحوالي ثماني مرات.