چکیده: گاز طبیعی برای رسیدن به دست مصرف کنندگان از شبکه های گازرسانی مختلفی عبور می کند. گاز طبیعی توسط خطوط اصلی که شبکه انتقال را تشکیل داده به دروازه شهر رسیده، سپس با استفاده از شبکه توزیع به مصرف کنندگان که شامل مصارف خانگی، صنعتی و مصرف کنندگان ویژه می باشند، منتقل می گردد. شبکه توزیع از اجزای گوناگونی شامل: مصارف، گره ها، خطوط لوله و ایستگاه های تقلیل فشار درون شهری، تشکیل شده است. شبکه توزیع در حالت پایا طراحی شده اما شرایط شبکه توزیع در حالت گذرا برای شرکت های توزیع کننده گاز طبیعی بسیار مهم بوده و این شرایط باید مورد توجه قرار گیرند. در حالت گذرا برای شبکه توزیع و در زمان های خاص، حالتی اتفاق می افتد که در این حالت مصارف گره های شبکه توزیع افزایش چشمگیری خواهند داشت. این حالت در شبکه های توزیع به شرایط بحرانی معروف می باشد. کاهش شدید دمای محیط و پارگی خطوط لوله شبکه از مهمترین عوامل افزایش مصرف در شبکه های توزیع و درنتیجه از مهمترین عوامل ایجاد شرایط بحرانی در این نوع شبکه ها می باشند. هدف از این پژوهش، تحلیل شبکه های توزیع و تغذیه گاز طبیعی در شرایط بحرانی هیدرودینامیک و حرارتی می باشد. برای این منظور، ابتدا شبکه ها در حالت پایا مورد بررسی قرار گرفته و توزیع دما، فشار و دبی در کلیه گره ها و خطوط لوله شبکه، محاسبه می گردد. سپس روشی برای مدلسازی شبکه ها در حالت گذرا ارائه شده است. روش ارائه شده برای مدلسازی با استفاده از دو شبکه حلقوی و شاخه ای مهم، معتبرسازی شده که نتایج معتبرسازی نشان می دهد دقت روش پیشنهادی در این پژوهش در مقایسه با مطالعات گذشته برای شبکه حلقوی 0/65% و برای شبکه شاخه ای 0/37% بوده است. همچنین، دو شبکه توزیع و تغذیه گاز طبیعی در حالت گذرا مورد مطالعه قرار گرفته است. برای شرایط مرزی شبکه ها از اطلاعات مطالعه موردی (شهر سمنان) استفاده شده و مصرف گاز طبیعی با استفاده از مدل های شبکه عصبی مصنوعی، پیش بینی گردیده است. نتایج پیش بینی مصرف گاز طبیعی با استفاده از شبکه عصبی طراحی شده در مقایسه با داده های اندازه گیری شده خطایی کمتر از 1% را گزارش کرده است. در نهایت پاسخ شبکه به شرایط بحرانی افزایش مصرف ناگهانی شامل کاهش دما و پارگی خطوط لوله، محاسبه گردیده و مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد، با کاهش ناگهانی دمای محیط تا 3- درجه سانتیگراد، میزان مصرف در گره ها 4 برابر شده و فشار در گره ها نسبت به حالت پایا بین 20 تا 25 % افت می کند. در نتیجه سرعت در خطوط لوله شبکه های توزیع و تغذیه به بالاتر از حد استاندارد یعنی 18 متر بر ثانیه می رسد. افزایش سرعت گاز طبیعی در خطوط لوله شبکه باعث فرسایش خطوط لوله و کاهش ایمنی در فرآیند گازرسانی به مشترکین می گردد. همچنین افت فشار ناگهانی در بعضی موارد باعث مختل شدن فرآیند فشارشکنی در رگولاتورهای گاز طبیعی شده و باعث قطعی گاز می گردد. با استفاده از نتایج حاصل از این پژوهش، راهکارهایی برای شبکه های توزیع در شرایط بحرانی ارائه گردیده تا شرکت های گاز برای گازرسانی از این راهکارها استفاده نمایند.