本发明涉及数值模拟，尤其涉及的是一种地震波场数值模拟方法、系统、终端及存储介质。
背景技术：
1、地震是威胁人类生产、生活的主要自然灾害之一。通过数值模拟手段，可以得到潜在危险性地震的强地面运动影响场，这有助于相关人员掌握该区域的强震致灾机理，并进一步服务于相应的震害防治工作。
2、在现有技术中，通常构建出研究区域的网格模型，然后利用cpu超算平台进行数值模拟计算。然而，针对强地面运动影响场构建的网格模型，具有网格数据点密集、地面界面起伏复杂的特点。在这种情况下，利用cpu超算平台进行数据模拟计算时，由于其跨节点数据传输采用点对点模式，各计算节点需频繁交互，导致数据传输量大且频次较高，进而地震波场数值模拟的效率较低。
3、因此，现有技术存在缺陷，有待改进与发展。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种地震波场数值模拟方法、系统、终端及存储介质，旨在解决现有技术中针对强地面运动影响场的地震波场数值模拟的效率较低的问题。
2、本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
3、第一方面，本发明实施例提供一种地震波场数值模拟方法，所述方法包括：
4、获取目标研究区域的地形特征信息和地质结构信息；
5、基于所述地形特征信息进行网格建模，得到目标网格模型，基于所述地质结构信息，构建与所述目标网格模型对应的速度结构模型；
6、将预设的方程组集合离散化到所述目标网格模型中，并将所述速度结构模型中的介质信息插入到所述目标网格模型中的每个网格格点，以及设置所述目标网格模型的震源信息；
7、在目标gpu集群中使用有限差分方法求解所述离散化方程组，得到目标网格模型中预设接收点的速度和应力信息。
8、在一种实施方式中，所述基于所述地形特征信息进行网格建模，得到目标网格模型，包括：
9、基于所述地形特征信息，将所述目标研究区域划分为浅层近地表区域和深度区域，并确定所述浅层近地表区域和所述深度区域之间的分界线；
10、基于所述浅层近地表区域对应的地形特征信息，对所述浅层近地表区域进行网格建模，得到第一网格；
11、基于所述深度区域对应的地形特征信息，对所述深度区域进行网格建模，得到笛卡尔网格；
12、在所述分界线处，建模一层水平网格作为过渡网格；
13、由所述第一网格、所述过渡网格和所述笛卡尔网格组成目标网格模型。
14、在一种实施方式中，所述介质信息包括纵波速度、横波速度和密度。
15、在一种实施方式中，所述方程组集合包括第一速度-应力方程组和第二速度-应力方程组；所述将预设的速度-应力方程组离散化到所述目标网格模型，包括：
16、将预设的第一速度-应力方程组离散化到所述第一网格；
17、将预设的第二速度-应力方程组离散化到所述笛卡尔网格和过渡网格。
18、在一种实施方式中，所述震源信息包括面源形式的地震矩速度张量或单力源形式的速度矢量。
19、在一种实施方式中，所述方法还包括：
20、基于所述速度和所述应力信息进行计算，得到地震动参数；
21、将所述地震动参数和预设的地震评估标准进行比较，得到地震强度的评估结果。
22、在一种实施方式中，所述目标gpu集群采用主从模式并行架构。
23、第二方面，本发明实施例还提供一种地震波场数值模拟装置，包括：
24、信息获取模块，用于获取目标研究区域的地形特征信息和地质结构信息；
25、网格生成模块，用于基于所述地形特征信息进行网格建模，得到目标网格模型，基于所述地质结构信息，构建与所述目标网格模型对应的速度结构模型；
26、网格设置模块，用于将预设的方程组集合离散化到所述目标网格模型中，并将所述速度结构模型中的介质信息插入到所述目标网格模型中的每个网格格点，以及设置所述目标网格模型的震源信息；
27、数值生成模块，用于在目标gpu集群中使用有限差分方法求解所述离散化方程组，得到目标网格模型中预设接收点的速度和应力信息。
28、第三方面，本发明实施例还提供一种终端，所述终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的地震波场数值模拟程序，所述地震波场数值模拟程序被所述处理器执行时实现如上所述的地震波场数值模拟方法的步骤。
29、第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有地震波场数值模拟程序，所述地震波场数值模拟程序能够被执行以用于实现如上所述的地震波场数值模拟方法的步骤。
30、本发明的有益效果：本发明通过获取目标研究区域的地形特征信息和地质结构信息；基于地形特征信息进行网格建模，得到目标网格模型，基于地质结构信息构建目标网格模型对应的速度结构模型；将预设的方程组集合离散化到目标网格模型中，将速度结构模型中的介质信息插入到目标网格模型中的每个网格格点，设置目标网格模型的震源信息；在目标gpu集群中使用有限差分方法求解离散化方程组，得到目标网格模型中预设接收点的速度和应力信息。本发明通过在目标gpu集群中使用有限差分方法求解离散化方程组来得到地震波场的模拟数值，可有效提高针对强地面运动影响场的地震波场数值模拟的效率。
1.一种地震波场数值模拟方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的地震波场数值模拟方法，其特征在于，所述基于所述地形特征信息进行网格建模，得到目标网格模型，包括：
3.根据权利要求1所述的地震波场数值模拟方法，其特征在于，所述介质信息包括纵波速度、横波速度和密度。
4.根据权利要求2所述的地震波场数值模拟方法，其特征在于，所述方程组集合包括第一速度-应力方程组和第二速度-应力方程组；所述将预设的速度-应力方程组离散化到所述目标网格模型，包括：
5.根据权利要求4所述的地震波场数值模拟方法，其特征在于，所述震源信息包括面源形式的地震矩速度张量或单力源形式的速度矢量。
6.根据权利要求1所述的地震波场数值模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.根据权利要求1所述的地震波场数值模拟方法，其特征在于，所述目标gpu集群采用主从模式并行架构。
8.一种地震波场数值模拟装置，其特征在于，包括：
9.一种终端，其特征在于，所述终端包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的地震波场数值模拟程序，所述地震波场数值模拟程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述的地震波场数值模拟方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有地震波场数值模拟程序，所述地震波场数值模拟程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一项所述的地震波场数值模拟方法的步骤。
