In this paper, a two-grid temporal second-order scheme for the two-dimensional nonlinear Volterra integro-differential equation with weakly singular kernel is proposed to reduce the computation time and improve the accuracy of the scheme developed by Xu et al. (Applied Numerical Mathematics 152 (2020) 169-184). The proposed scheme consists of three steps: First, a small nonlinear system is solved on the coarse grid using fix-point iteration. Second, the Lagrange's linear interpolation formula is used to arrive at some auxiliary values for analysis of the fine grid. Finally, a linearized Crank-Nicolson finite difference system is solved on the fine grid. Moreover, the algorithm uses a central difference approximation for the spatial derivatives. In the time direction, the time derivative and integral term are approximated by Crank-Nicolson technique and product integral rule, respectively. With the help of the discrete energy method, the stability and space-time second-order convergence of the proposed approach are obtained in $L^2$-norm. Finally, the numerical results agree with the theoretical analysis and verify the effectiveness of the algorithm.


翻译:在本文中,提议为二维非线性Volterra Voltererra Integro-differal等分立的双格时间第二顺序配方,配有微单内核,以减少计算时间,提高Xu等人(Applied Numerical Mamatics 152 (202020) 169-184)。 提议的办法包括三个步骤:第一,使用定点迭代在粗网状上解决一个小型的非线性系统;第二,使用Lagrange的线性线性内插公式,以达到一些辅助值,用于分析细网格。最后,在微网格上解决了线性Crank-Nicolson定点差异系统。此外,算法对空间衍生物使用中央近似差。在时间方向上,时间衍生物和整体术语分别与Crank-Nicolson技术和产品集成规则相近。在离散能源方法的帮助下,以$L+2美元-诺姆获得拟议方法的稳定性和空间时间第二顺序趋同。最后,数字结果与理论分析与数值效力一致。

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