openMDAO为何将自抵消单位（如mm/mm）的输出单位设为None而非unitless？

问题详情 #

我在搭建Explicit Component模型时，定义了一个比率类型的输出，代码如下：

self.add_output('diameter_over_thickness', units='mm/mm')

类初始化完成后，通过list_outputs()查看发现，OpenMDAO把这个输出的单位赋值成了None。我觉得用unitless来表示无单位量会更合理，但手动设置units='unitless'又会在使用get_val()函数和预定义单位字典时引发问题。

原因与解决方案 #

为什么会被设为None #

OpenMDAO内置了单位化简逻辑，当识别到分子分母单位完全一致（比如mm/mm）时，会自动判定这是无量纲量，内部统一将其单位置为None，而非显式标记为unitless——这是框架为了标准化无量纲量处理而设计的行为。

手动设unitless引发冲突的原因 #

框架对None和unitless的处理逻辑存在差异：

• 单位为None时，get_val()会直接返回原始数值，无需执行单位转换操作
• 指定unitless后，框架会将其当作一个明确的单位类型，在与预定义单位字典交互时，可能因字典中无对应映射规则而触发报错

可行的处理方式 #

1. 接受None作为无量纲量的标准表示：这是OpenMDAO的默认规范，后续使用get_val()时，只要不额外指定单位参数，就能正常获取数值，不会产生转换问题
2. 添加显式说明保留语义：如果需要明确标记该输出为无量纲比率，可以通过desc参数补充说明，不影响框架的单位处理逻辑：

   self.add_output('diameter_over_thickness', units='mm/mm', desc='直径与厚度的比率（无量纲）')
   

内容的提问来源于stack exchange，提问作者B0bbyDazzler